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Alles über Netzteile

30.06.2008 | 10:48 Uhr |

Das Netzteil ist die Basis jeder ordentlichen PC-Konfiguration. Denn es versorgt die leistungsfähigen Komponenten mit Strom. Wir erklären, wie ein Netzteil für PCs und Notebooks funktioniert.

Einfach ausgedrückt wandelt ein Netzteil die 230 Volt Wechselspannung der Steckdose in Gleichspannungen um, da Notebook und PC nur mit dieser umgehen können. Außerdem hat ein Netzteil die Aufgabe, dem Rechner über das Power-OK-Signal mitzuteilen, dass alle Spannungen stabil anliegen. Ein Netzteil hat drei Spannungsleitungen, die von den Komponenten unterschiedlich genutzt werden: Alle aktuellen Komponenten wie CPU, DDR2/3-Speicher, PCI-Express-Grafikkarten, SATA-Laufwerke, aber auch Lüfter verwenden die 12-Volt-Leitung. Sie wird am häufigsten gebraucht und ist in mehrere Stränge aufgeteilt. Ältere CPUs und Speicherriegel sowie Steckkarten nutzen dagegen die 5- und die 3,3-Volt-Schiene. Zusätzlich bieten Netzteile die negativen Spannungen -5 und -12 Volt, die jedoch nur bei älteren Platinen eine Rolle spielten. So stellen beispielsweise ISA-Steckplätze -5 Volt und ältere serielle Controller -12 Volt zur Verfügung. Letztere benötigen mittlerweile weniger Strom und werden daher über die 5-Volt-Leitung versorgt. Übrigens: Laut Spezitikation ist bei allen Spannungsleitungen nur eine Abweichung von +/- 5 Prozent erlaubt.

Aufbau
Ein PC-Netzteil besteht grob gesagt aus einem Blechgehäuse mit einer Euro-Kaltgeräte-Buchse für den Anschluss an die Steckdose, einem Netzschalter und - je nach Ausführung - einem oder mehreren Lüftern. Die 230 Volt Wechselspannung aus der Steckdose werden im Netzteil von Gleichrichtern und Glättungskondensatoren in Gleichspannung umgewandelt. Ein Transistor erzeugt eine Rechtecksspannung (Wechselspannung) und zerhackt die Gleichspannung in Wechselspannungen von etwa 15 bis 50 kHz. Ein Transformator wandelt die einzelnen Wechselspannungen in 3,3, 5 und 12 Volt um, die wiederum von einem Gleichrichter und Glättungskondensatoren zu Gleichspannungen umgemodelt werden.

Diese Gleichspannungen werden über die verschiedenen Spannungsleitungen beziehungsweise Stromstecker zur Platine und den Komponenten gebracht. Hier die wichtigsten Stecker:
Der 20- oder 24-polige Stromstecker versorgt die Schnittstellen und Slots mit +3,3, +/-5 und +/-12 Volt. Neben den Spannungsleitungen hat der Kabelstrang noch vier weitere Leitungen: die Masse (schwarz), Power-OK (grau), PS-ON (grün) für den An- und Ausschalter, Sense Amp (braun), die die 3,3 Volt exakt nachregelt, um Verluste etwa durch Kabel oder Steckverbinder auszugleichen, und die Standby-Spannung 5VSB (violett).

Festplatten und andere Laufwerke bekommen per 4-poligem PATA-Stecker oder SATA-Anschluss mit 15 Kontakten ihren Strom. Beide besitzen zwei Masseleitungen und je einen 12-Volt- sowie einen 5-Volt-Kanal. SATA-Platten benötigen zusätzlich 3,3 Volt Spannung. Für PCI-Express-Grafikkarten haben Netzteile spezielle 6-polige Stecker, die mit drei 12-Volt- und drei Masseleitungen verbunden sind.
Um nun ihrerseits die Stromanschlüsse des Netzteils aufnehmen zu können, benötigt eine Platine hauptsächlich zwei Buchsen: die 20- oder 24-polige für den ATX-Stromstecker und die 4- oder 8-polige für die zusätzliche 12-Volt-Versorgung. Die Steckplätze und Schnittstellen, die sich auf einer Hauptplatine befinden, holen sich über die Leitungen auf der Platine die Spannung, die ihnen laut Spezifikation zusteht. Benötigt eine Komponente - etwa eine Grafikkarte oder eine CPU - mehr Strom, als der Steckplatz zur Verfügung stellen kann, kommen die zusätzlichen Spannungsleitungen - im Falle von Grafikkarte oder CPU der 6- beziehungsweise 8-polige 12-Volt-Kanal - zum Einsatz.

ATX-Formate
Am häufigsten sind ATX-Netzteile, da ATX (Advanced Technology eXtended) der Formfaktor ist, der bei Desktop-PCs normalerweise im Einsatz ist. Man unterscheidet zwischen ATX Version 1.3, 2.0 und 2.2, wobei jede Version einen anderen Stromstecker für die Hauptplatine vorschreibt (siehe dazu auch www.formfactor.org). Bei ATX 1.3 ist dieser so genannte Molex-Stecker 20-polig, bei ATX 2.0 24-polig. Manche CPUs wie Intels Pentium 4 brauchen bei ATX 1.3 darüber hinaus noch einen 4-poligen 12-Volt-Stecker (AUX).

ATX 2.2 setzt ebenfalls einen 24-poligen Stecker voraus, hier steht CPUs zusätzlich ein 8-poliger 12-Volt-Stecker zur Verfügung. Dafür fehlt die Leitung, die -5 Volt erzeugt.
Um das Stecker-Wirrwarr etwas zu vereinfachen, gibt es Adapter, die beispielsweise aus einem 24-poligen einen 20-poligen Stromstecker machen. Oder der 24-polige Stecker lässt sich trennen, so dass Sie nur den 20-poligen Teil nutzen können. Bei den 8-poligen 12-Volt-Buchsen, die manche Platinen zusätzlich bieten, besteht dagegen die Möglichkeit, sie nur mit einem 4-poligen Steckern zu bestücken - falls das den eingebauten Komponenten reicht.

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