Das beste PC-Netzteil: Weitere Infos, Fazit, NT-Empfehlungen

Elektrische Widerstände in Netzteilen

Widerstände gehören zu den am meisten verwendeten Bauelementen in elektrischen Schaltungen, regulieren dort den Fluss von elektrischer Energie und stellen sicher, dass Bauteile die richtige Dosis Elektrizität abbekommen. So ein Widerstand entsteht, wenn freie Ladungsträger - sprich Elektronen - gegen Atome stoßen und dadurch in ihrer Bewegung gehindert werden. Neben den klassischen Keramikwiderständen besitzt also jedes elektrische Bauteil in einem Gerät einen Widerstandswert, der so Einfluss auf Spannungen und Ströme in den Schaltungen nimmt.

Elektrische Widerstände, die auch als Ohmsche Widerstände bezeichnet werden, haben mehrere Aufgaben und können beispielsweise als Vorwiderstand den Strom bei gegebener Spannung begrenzen. Widerstände können aber auch verwendet werden, um Spannung oder Strom in einem bestimmten Verhältnis zu teilen. Hierfür verantwortlich ist eine entsprechende Schaltung: Bei einer Reihenschaltung handelt es sich um einen Spannungsteiler, bei einer Parallelschaltung dagegen um einen Stromteiler. Es kann aber auch elektrische in Wärmeenergie gewandelt werden wie beispielsweise in Lötkolben oder Thermostaten.

Ein besonderer Fall eines Widerstandes ist das Potentiometer, das vorwiegend als Spannungsteiler Anwendung findet. Hier wird ein Widerstandswert durch Drehen eines Gleitkontaktes auf dem Widerstandsmaterial erzeugt. Genutzt wird solch ein Bauelement vor allem, um elektrische Geräte steuern zu können, beispielsweise für die Lautstärkeeinstellungen.

Dioden in Netzteilen: Warum kann der Strom in einer Diode nur in eine Richtung fließen?

Dioden sind elektronische Bauelemente, die Strom in einem Kreislauf begrenzen. Das ist möglcih, da Ladung innerhalb einer Diode nur in eine Richtung fließen kann. Es wird deshalb auch bei Dioden von einer Durchfluss- und einer Sperrrichtung gesprochen. Bekannt ist dieses Verhalten seit Ende des 19. Jahrhunderts, als Frederick Guthrie respektive Ferdinand Braun unabhängig voneinander es für Vakuum- und Halbleiterdioden beschrieben haben. Und obwohl Vakuumdioden heutzutage nahezu vollständig von Halbleiterbauelementen ersetzt wurden, werden sie beispielsweise noch in Radar- und Funkanlagen verwendet. Nichtsdestotrotz geht dieser Abschnitt nur auf die Funktionsweise von Halbleiterdioden ein und nicht auf etwaige Eigenheiten oder andere Sperenzien anderer Diodentypen.

Genau wie bei anderen elektronischen Halbleiterbauelementen werden auch bei Dioden zwei Siliziumbereiche mit unterschiedlicher Dotierung zusammengebracht. Dies ist notwendig, da Silizium (Si) selber nicht leitfähig ist und so kein Ladungstransport möglich wäre - suboptimal für ein elektronisches Bauelement. Begründet liegt dies in der Natur der Sache, genauer den kovalenten Verbindungen innerhalb zwischen den Silizium-Atomen im Kristall. Atome versuchen in ihrer äußersten Schale immer acht Elektronen zu haben (außer Wasserstoff, das mag nur zwei haben, wie Helium), um so einen inerten Zustand zu erreichen. In dieser sogenannten Edelgaskonfiguration mit acht Valenzelektronen sind Verbindungen besonders stabil, da diese Konfiguration gleichzeitig auch am energetisch günstigsten ist. Bei einem Chlor-Atom fehlt beispielsweise ein Valenzelektron, sodass Chlor bemüht ist, diese Lücke auszugleichen. Sind beispielsweise zwei Chlor-Atome vorhanden, können diese die jeweilige Lücke in der äußersten Schale durch eine kovalente Bindung mit dem siebten Valenzelektron des Partners ausgleichen. Das ist auch der Grund dafür, dass Chlor in der Natur elementar als zweiatomiges Molekül auftaucht und nicht etwa atomar.

Die vier vorhandenen Elektronen in der äußersten Schale des Silizium-Atoms werden also mit den Valenzelektronen von vier weiteren Si-Atomen geteilt, sind aber gleichzeitig innerhalb dieser Schalen gefangen. Es kommt also nicht zu einem Ladungstransport - Silizium ist deshalb eigentlich ein Nichtleiter. Um dennoch aus diesem Element ein elektronisches Bauteil konstruieren zu können, wird die kristalline Struktur des Siliziums mit Fremdatomen aufgebrochen, sprich dotiert (von lateinisch dotare "ausstatten"). Diese Störstellen erlauben dann einen Ladungstransport innerhalb des Kristalls, da die eingebrachten Atome entweder einen Elektronenmangel ("p-dotiert", weil positiv) oder -überschuss ("n-dotiert", weil negativ) aufweisen. Als Dotierungsmaterial können beispielsweise Bor (Elektronen-Akzeptor, p-dotiert) oder Phosphor (Elektronen-Donor, n-dotiert) in einer Konzentration von 0,1 bis 100 ppm im Silizium-Kristall vor (weitere Materialien: Indium, Aluminium, Gallium, Kohlenstoff, Tullur).
Quelle: Wikipedia, Markus A. Hennig n-dotiertes Silizium Quelle: Wikipedia Markus A. Hennig p-dotiertes Silizium

Phosphor kommt direkt nach Silizium im Periodensystem und hat deswegen ein Elektron mehr, welches im Falle einer Verbindung mit Silizium nicht in der äußersten Schale gefangen ist oder mit anderen Atomen geteilt werden muss. Dieses Elektron kann sich nun frei im Kristall bewegen und befähigt das Silizium zum Leiten von elektrischem Strom. Dies geht, wie schon erwähnt, auch mit einem Elektronen-Akzeptor, also einem Atom, welches in der äußersten Schale ein Elektron vermisst und deshalb eine Edelgaskonfiguration mit Silizium nicht möglich ist respektive ein "Loch" vorhanden ist. Dieses Loch wird nun mit Elektronen von benachbarten Atomen mit acht Valenzelektronen gestopft, indem diese dorthin springen. Aber: Die springenden Elektronen lassen ebenso ein Lock, nämlich da wo sie herspringen und dieses muss wiederum geschlossen werden - es kommt zu einem Fluss "positiver Ladung".

In einer Diode finden wir nun beide dotierten Materialien: Einmal mit frei beweglichen Elektronen (n-dotiert), einmal mit frei beweglichen "Löchern" (p-dotiert). Da beide Halbleiter-Typen nun in einer Diode zusammengebracht werden, gibt es eine Diffusionszone, in der Elektronen aus dem n-Material in den p-Bereich wandern und das dort vorhandene Valenzelektronen-Loch schließen können. Durch diesen Diffusionsprozess entsteht logischerweise ein negativer Bereich im p-dotierten Silizium (Elektronen kommen ja hinzu und die sind nun mal negativ) und ein positiver im n-dotierten Material, wo die Elektronen die äußere Schale verlassen haben. Dies erzeugt im Randbereich beider dotierter Siliziumbausteine ein elektrisches Feld, welches entgegengesetzt der des "Lochsogs" die Elektronen wieder in das n-dotierte Silizium drückt. Somit hat man am Ende ein Gleichgewicht aus Diffusionsreaktion und Pullback durch das elektrische Feld im Übergang zwischen den unterschiedlich dotierten Halbleitern vorliegen. Durch das entstandene Equilibrium fließt keine Ladung in der Verarmungszone im Grenzbereich beider dotierten Materialien.
Quelle: Wikipedia Sperrschiucht am p-n-Übergang mit Diffusion und elektrischem Feld
Was passiert nun, wenn man eine Energiequelle anschließt? Wichtig ist an welches dotierte Silizium die Energiequelle angeschlossen wird, denn nur in einem bestimmten Fall kann dann auch Strom fließen. Ist beispielsweise der Pluspol der Energiequelle am n-dotierten Material angeschlossen, werden die eingebrachten freien Elektronen aus dem n-dotierten Material zur Kathode hin abgezogen, die positiven Ladungsträger ("Löcher") wandern zum Minuspol - ungleiche Ladungen ziehen sich ja bekanntlich an respektive gleiche stoßen sich ab. Dadurch vergrößert sich die nicht leitfähige Verarmungszone am p-n-Übergang, sodass das daraus neu entstehende Gleichgewicht dem elektrischen Fluss der Energiequelle widerstehen kann. Wird nun der Minuspol am n-dotierten Halbleiter angelegt, werden die negativ geladenen Elektronen in das Material zum p-n-Übergang gedrückt. Auf der anderen Seite werden die positiven Ladungsträger (also die Bereiche in denen Elektronen fehlen) zum Pluspol der Energiequelle wandern. Durch diesen Prozess schrumpft die Veramungszone bis zu einem gewissen Grad und sofern die Spannung der Energiequelle ausreicht, können Elektronen über diesen Übergang vom n-dotierten zum p-dotierten Halbleitermaterial springen - es herrscht ein Ladungsfluss, elektrischer Strom kann innerhalb der Diode fließen.

Dieses Prinzip wird nicht nur von Dioden mit p-n-Übergang angewendet, sondern auch von Licht-emittierenden-Dioden (LED), Solarzellen oder anderen Halbleiterbauelementen. LEDs machen sich zu Nutze, dass Elektronen Licht emittieren, wenn sie von einem energiereichen in einen energiearmen Zustand beim Übertritt springen. Dies kann natürlich mit Licht einer speziellen Wellenlänge und bestimmten Materialien umgekehrt werden, sodass man aus einer reversen LED eine Solarzelle gemacht hat.

Das Power-Good-Signal

Das Power-Good-Signal wird von einem Netzteil generiert und ausgegeben, um den angeschlossenen Rechner vor inkorrekten Spannungen zu schützen. Wenn ein Spannungswandler angeschaltet wird, dann benötigen die Spannungsschienen im Gerät einige Sekundenbruchteile, um auf die Nominalleistung zu kommen: Erst dann kann kontinuierlich eine konstante Spannung garantiert und ausgeben werden. Dieser Vorgang dauert normalerweise zwischen 100 und 500 ms, in denen das Netzteil dann über das Power-Good-Signal dem Mainboard mitteilt, dass alles einwandfrei funktioniert und der Rechner gestartet werden kann. Würde der PC bereits vor Ausgabe des PG-Signals versuchen, hochzufahren, könnte das katastrophale Ergebnisse nach sich ziehen. Für moderne PC-Komponenten ist es tatsächlich überlebenswichtig, dass nur die entsprechenden Spannungen am Bauelement ankommen, die auch wirklich benötigt werden - Spannungsspitzen könnten zu Datenverlust oder gar Schädigung der Komponenten führen. Sobald also stabile Spannungen vom Netzteil erzeugt werden können, erhält das Mainboard über Pin-8 ein 5-Volt-Signal: Power Good.

Dieser Mechanismus, der dazu dient, Ihre Hardware zu schützen, wird von billigen Netzteilen oft gefaked. Statt einer Überwachungsschaltung wird einfach der Pin-8 des ATX-Steckers an die 5-Volt-Schiene gelegt und sobald diese Leitung genug Spannung hat, wird das gefälschte Signal ausgegeben und der Rechner hochgefahren. Solch ein System hat keine Power-Good-Signal-Funktion und das Mainboard wird versuchen, den Rechner zu starten, bevor sich die Spannungen im Netzteil stabilisiert haben.

Restwelligkeit, Ripple und Brummspannung

Wie schon an einigen Stellen hier angerissen, bleibt bei der Gleichrichtung von Wechselspannung ein Rest selbiger in der Gleichspannung zurück. Diese Mischspannung wird als Ripple, Restwelligkeit aber auch Brummspannung bezeichnet und kann einige ungewünschte Nebenwirkungen in einem elektronischen Gerät hervorrufen. Aus diesem Grund wird in unseren Tests sehr darauf geachtet, ob die Grenzwerte des ATX-Standards eingehalten und nicht überschritten werden. Der Ripple bleibt deshalb zurück, weil die alternierende Sinuskurve der Wechselnetzspannung nie zu 100 Prozent unterdrückt werden kann. Außerdem gilt es bei der Gleichrichtung die durch den Phasenverlauf bedingte Spannungsschwankungen der Wechselspannung in ein möglichst gleichbleibendes Gleichspannungssignal zu glätten. Bei der Restwelligkeit selber handelt es sich um eine nicht-sinusförmige harmonische Schwingung, die meist mit der Frequenzen des Wechselspannungsnetzes übereinstimmt, in Europa sind das dann 50 Hz und in den USA 60 Hz. In Schaltnetzteilen dagegen erreichen diese Frequenzen durch die Bauart solch eines Spannungswandlers tausende Kilohertz oder Megahertz.

Diese Mischspannung hat mehrere unerwünschte Eigenschaften in elektronischen Geräten, so heizt der Ripple beispielsweise Komponenten in einem Gleichspannungsschaltkreis auf, sprich Kondensatoren im Computer können schneller altern. In Radioempfängern oder professionellem Studioequipment ist die Restwelligkeit auch als Netzbrumm hörbar, da die Frequenzen der Restwelligkeit hier im Audiospektrum des Menschen liegen. Außerdem erhöht der Ripple die benötigte Spitzenspannung der Bauelemente in den Topologien, sodass diese schlussendlich größer ausfallen müssen. Darüber hinaus wird der Schwellenwert in digitalen Schaltkreisen herabgesenkt, ab dem logische Schaltkreise fehlerhafte Ausgaben abgeben - auf gut deutsch bedeutet das, dass die Restwelligkeit die Datenverarbeitung korrumpieren kann. Die Restwelligkeit kann auch nicht sinnvoll im Gerät genutzt werden und ist deshalb verschwendete Energie, es gilt also alleine wegen steigender Wirkungsgrade den Ripple möglichst gering zu halten.

Wenn ein Kondensator also durch die Restwelligkeit höheren Temperaturen ausgesetzt ist, altern diese schneller. Kondensatoren bekommen von ihren Herstellern ein Belastbarkeitsrating verpasst, welches die Betriebsstunden bei maximaler Temperatur und Belastung angibt. Hat ein Kondensator also eine maximale Temperatur von 105°C und kann 400 V mitmachen, dann garantiert der Hersteller beispielsweise das dieses Bauelement mindestens 2000 Stunden durchhält. Da die Umgebungstemperatur und die angelegte Spannung aber selten die maximalen Werte des Kondensators erreichen werden, ist die Lebensdauer natürlich weitaus länger. Netzteilhersteller geben deshalb eine maximale Betriebstemperatur an, die oft nicht den Empfehlungen des ATX-Design-Standards (50°C) entsprechen, sondern darunterliegen (40°C). In unserem Fall erzeugt der Ripple einen Temperaturanstieg von 15 °C zusätzlich zur 50°C Betriebstemperatur. Der angesprochene Kondensator hat dann eine Lebenserwartung von gerundeten 34.000 Betriebsstunden hat oder ganze 3,85 Jahre Dauerbetrieb hinlegen sollte. Ist der Ripple aber nahezu verschwindend gering, sprich wir betreiben das Netzteil mit den 50°C Umgebungstemperatur und einem Anstieg von 5°C durch die Restwelligkeit, kann man den Kondensator bereits 67.000 Betriebsstunden absolvieren. Zehn Grad Celsius halbieren also die Lebenszeit solch eines Kondensators, was durchaus mit der RGT-Regel erklärt werden kann. Diese besagt nämlich, dass chemische Reaktion - wie wir sie in Elkos vorfinden - bei einer Temperaturerhöhung von 10°C doppelt bis dreimal so schnell ablaufen.

Wenn Hersteller bewusst die Betriebstemperatur unter die vom ATX-Standard empfohlenen 50°C setzen, wird dies mit diesem Hintergrundwissen betrieben. Einerseits kann man so behaupten, bei "sachgemäßer Nutzung" hätte das Netzteil doppelt so lange gehalten, anderseits zeigt sich dies auch in den gewährten Garantiezeiten. Bronze-Spannungswandler kommen kaum über die gesetzliche Pflicht von zwei Jahren hinaus, wohingegen Titanium-Netzteile mit 10 und mehr Jahren aufwarten. Hier lässt sich durch die exzellente Ripple-Unterdrückung, die geringe Abwärme und die hochwertigen Bauelemente bessere Lebensbedingungen für die Hardware schaffen.

Netzteil-Kaufberatung: Single- oder Multi-Rail

Die Konfiguration der 12-Volt-Leitungen in einem Netzteil stellt den potenziellen Käufer vor ein Problem: Single- oder Multi-Rail? Um diese Gretchenfrage beantworten zu können, vergleichen wir erst einmal beide Konfigurationen und klären, was eine "Rail" überhaupt ist. In einem Multi-Rail-Netzteil werden die einzelnen Leiterbahnen - zum Beispiel die 12-Volt-Schienen - durch einen Überstromschutz (OCP) separat überwacht. Sobald solch eine Rail beispielsweise 25 Ampere erreicht, schaltet sich das Netzteil dank der OCP-Schaltung ab und schützt dadurch die PC-Komponenten. In einem Single-Rail-Gerät wird dagegen nicht jede Leiterbahn separat überwacht, sondern die gesamten stromspendenden Leitungen als Einheit betrachtet. Hier ist der Wert zum Auslösen der OCP natürlich durch den vergrößerten Verbraucher höher als noch im Multi-Rail-Design. Es ist nichts Ungewöhnliches, dass der notwendige Wert so groß ist, dass Bauteile oder Kabel vorher versagen und gar verschmoren.

Kommt es dagegen zu einem Kurzschluss im Rechner, greift der Kurzschlussschutz (SCP) nicht unbedingt: Diese Schutzschaltung funktioniert nämlich nur, wenn der Widerstand bei 0,1 Ohm oder geringer liegt. In der Praxis greift der SCP deswegen auch nur bei direkten Kurzschlüssen, wenn sich zum Beispiel zwei Kabel berühren. Kommt es aber zu einem Kurzschluss auf einer Leiterplatte oder innerhalb eines Bauteils, ist der gemessene Widerstand meist zu groß, um die Schutzschaltung auszulösen - das Netzteil bleibt in Betrieb.

Kommt es nun in einem Single-Rail-Netzteil zu einem Kurzschluss, steigt der Strom auf der 12-Volt-Leiterbahn und dem entsprechenden 12-Volt-Kabel enorm an, bis die Schwelle zum Auslösen des Überstromschutzes erreicht wurde. Wie bereits erwähnt, ist der Wert für alle Leiterbahnen in einem Single-Rail-Gerät so hoch, dass es bei leistungsstarken Einheiten auch zu einem Brand kommen kann. In einem Multi-Rail-Gerät liegt der Schwellenwert durch die Aufteilung in mehrere Schienen deutlich geringer, sodass die OCP weit vor der Belastungsgrenze des Kabels greift.

Bis 550 Watt können Single-Rail-Netzteile problemlos verwendet werden, da hier der Überstromschutz bei ungefähr 40 A greift und das System schützt. Bei energiehungrigeren Systemen, spätestens aber ab 1.000 W Leistung, sollte aus Sicherheitsgründen besser auf ein Multi-Rail-Gerät gesetzt werden. Der Unterschied zwischen beiden Designs liegt hauptsächlich in der Produktion, da Single-Rail-Geräte günstiger herzustellen und einfacher zu designen sind. Davon abgesehen gibt es keine messbaren Vorteile für den Konsumenten: keine besseren Übertaktungseigenschaften, keine bessere Filterung der Restwelligkeit, keine bessere Spannungsregulation.

Technik: Digital kontrollierte Netzteile

Im Laufe der letzten Jahre haben Netzteilhersteller wie Corsair oder Thermaltake angefangen, Netzteile auf den Markt zu bringen, die über einen digitalen Controller gesteuert werden. Der Grund dafür ist simpel, es gibt einige Vorteile: Digital kontrollierte Spannungswandler können abgegriffene Informationen schneller verarbeiten und gleichzeitig mehr Parameter in die Gleichung aufnehmen. Zusätzlich kann die Spannung auf den Schienen reguliert werden, weisen eine nahezu perfekte Spannungsregulation auf und können in der Regel mit einem hohen Wirkungsgrad punkten, da ständig in den Regelprozess eingegriffen werden kann. Nicht zu vergessen ist natürlich auch die Monitorfunktion, die mit der digitalen Technik Einzug erhält. Über die herstellereigene Software können Sie dann normalerweise Daten auslesen, die Sie über den Verbrauch informieren, die aktuelle und tatsächliche Last anzeigen lassen oder einfach mit dem RGB-Lüfter herumspielen, die es seit einigen Jahren jetzt auch bei Netzteilen gibt. Es verwundert deshalb auch wenig, dass eins der besten bei PCGH getesteten Netzteile digital kontrolliert wird. Auch wenn die Vorteile auf der Hand liegen, der entscheidende Nachteil ist noch zu groß: die Herstellungskosten. Vergleicht man beispielsweise das digitale Thermaltake Toughpower mit dem analogen, kann man hier einen um fast 70 Prozent höheren Preis feststellen.
Quelle: Corsair Corsairs Schaltplan zum AX1200i  Digitale Netzteile nutzen genau wie analoge Spannungswandler normale Topologien, die sich in den letzten Jahrzehnten als effektiv und/oder essentiell für saubere Spannungen herauskristallisiert haben. Lediglich die Art und Weise wie die Innereien gesteuert werden, ändert sich. Die Grafik oben zeigt, wo die digitalen Controller im Netzteil eingreifen (hier für das Corsair AX 1200i). Neben dem primären digitalen Signalprozessor (DSP) sehen Sie noch zwei weitere sekundäre Mikrocontroller (MCUs), von denen einer die Kommunikation übernimmt und der andere verschiedene Schaltungen auf der Sekundärseite des Netzteils regelt. Damit lassen sich Spannungsabfälle über den gesamten Lastverlauf kompensieren und die Restwelligkeit auf Minimum senken. Durch bestimmte Algorithmen und einen sogenannten digital verzahnten Leistungskorrekturfaktor lassen sich verzerrte Oberschwingungen der Unsymmetrie zudem korrigieren.

Technik: Schutzschaltungen

In modernen Netzteilen kommen eine Vielzahl von Sicherungsmechanismen zum Einsatz, die einerseits den Spannungswandler selber vor Lasten oder Umweltbedingungen schützen sollen, aber natürlich auch die angeschlossene Hardware. Gemäß der ATX-Spezifikationen von Intel schaltet sich das Netzteil ab und gibt unzulässige Spannungen nicht aus. Neben einem Überspannungsschutz (OVP) gibt es auch einen Kurzschlussschutz (SCP), einen Unterspannungsschutz (UVP), einen Überhitzungsschutz (OTP), einen Überlastschutz (OPP) und einen Überstromschutz (OCP) - aber alles nacheinander.

Beim Überspannungsschutz (OVP) schaltet das Netzteil sofort ab, sobald die Ausgangsspannungen einen Auslösewert überschreiten, und schützt so die wertvolle Hardware vor Überspannungen. Einen Blitzschlag überlebt dieser Schutzmechanismus jedoch nicht, sofern keine weiteren Sicherungen im Haus vorgenommen wurden. Der Kurzschlussschutz (SCP) greift dagegen, wenn eine der Ausgangsspannungen kurzgeschlossen wird. Meist schützt SCP die Komponenten hauptsächlich bei direkten Kurzschlüssen, nicht unbedingt bei komponenteninternen Kurzschlüssen, da der Widerstand noch zu groß ist. Genau wie OVP ist der SCP durch die ATX-Spezifikationen zwingend vorgeschrieben. Beim Unterspannungsschutz (UVP) wird das Netzteil bei zu geringen Spannungen abgeschaltet, da die Spannungswandler außerhalb des vorgesehenen Toleranzbereiches betrieben werden und dadurch auch Ihre PC-Hardware beschädigt werden kann.

Der Überhitzungsschutz (OTP) ist zwar nicht zwingend von den ATX-Richtlinien vorgeschrieben, sollte aber nicht vernachlässigt werden. Ganz besonders, wenn die Betriebstemperatur eines Netzteils unter 50°C angegeben wurde, da der Spannungswandler hier außerhalb der ATX-Spezifikationen betrieben wird. Sobald das Netzteil zu heiß läuft, zum Beispiel wenn die aktive Kühlung ausgefallen ist, greift dieser Schutzmechanismus. Der Überlastschutz (OPP) greift ein und schaltet das Netzteil ab, wenn dieses überlastet wird. Würde kein Abschalten stattfinden, könnte es sich selber beschädigen und unzulässige Spannungen ausgeben. Meist ist der OPP im Primärbereich integriert und berücksichtigt so die kombinierte Leistungsaufnahme aller Spannungsschienen. Und last but not least, der Überstromschutz (OCP). Dieser Mechanismus überwacht die einzelnen Stromschienen und schaltet das Netzteil ab, sobald es zu einer Überlastung kommt. Ist kein OCP vorhanden, handelt es sich in der Regel um ein Single-Rail-Netzteil und die OCP wird über die OPP relaisiert. Bei einem gruppenregulierten Netzteil, bei dem mehrere Spannungsschienen verknüpft sind, ist ein fehlender Überstromschutz besonders gefährlich, da das Netzteil nicht geeignet ist, die gesamte Nennleistung auf der 12-Volt-Schiene zu liefern.

Gruppen- oder Spannungsregulation

In den letzten Jahren haben sich die Anforderungen an die unterschiedlichen Rails im Netzteil durch moderne Hardware drastisch geändert: Der 12-Volt-Schiene wird durch immer leistungsfähigere Grafikkarten immer mehr Bedeutung zuteil, während die Lasten auf der 3,3-Volt- und 5-Volt-Schiene kontinuierlich sinken. Um die gewünschten Spannungen in einem Netzteil zu erzeugen, werden die Schienen entweder in Gruppen reguliert oder durch eine Spannungsregulation angepasst.

Gruppenregulierte Geräte erzeugen mindestens zwei Ausgangsspannungen über denselben Quelltransformator, der über zwei unterschiedlich gewickelte Sekundärspulen verfügt und so zwei Spannungen ausgeben kann. Problematisch wird dieses Design, wenn man eine der beiden Spannungen korrigieren muss, da man durch die Anpassung auf Seiten der Primärspule immer eine Veränderung in der Sekundärspule vornimmt - sind mehrere Ausgangsspannungen abhängig von einem Transformator, werden diese auch in Mitleidenschaft gezogen. Eine unabhängig voneinander arbeitende Regulation erzeugt zunächst eine Ausgangsspannung, die später die 12-Volt für Grafikkarte und CPU liefern wird. Um die anderen beiden Spannungen generieren zu können, kommen sogenannte Buck Converter zum Einsatz. Diese Abwärtswandler werden dann zu direkten Abnehmern der erzeugten Ausgangsspannung des Quelltransformators und erzeugen 5- und 3,3-Volt. Durch Controller werden die beiden geringen Spannungen überprüft und eventuell nachgeregelt, sodass durch diesen Aufbau, der auch als DC-DC-Wandlung bekannt ist, im Prinzip kein Einfluss mehr auf die anderen Spannungen erfolgt. Heutzutage sollte man auf gruppenregulierte Netzteile verzichten, da die Nachteile überwiegen.

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Netzteil-Test und Kaufberatung: Die besten Netzteile Auf dieser Seite stellen wir Ihnen weitere Kriterien vor, um bei unserer Netzteil-Kaufberatung das für Sie beste Netzteil zu finden. Themen sind: elektrische Widerstände in Netzteilen, das Power-Good-Signal, Single- oder Multi-Rail, Schutzschaltungen, Gruppen- oder Spannungsregulation sowie Leistungskorrekturfaktor (PFC).

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