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Das Netzteil

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. Seine Aufgabe besteht darin, den Strom aus der Steckdose umzuwandeln und ihn für die verschiedenen Teile des Computers verwendbar zu machen.
Die 230 Volt Wechselspannung aus der Steckdose werden im Netzteil mehrere Male umgewandelt und zerhackt, sodass am Schluss Gleichspannungen von 12, 5 und 3,3 Volt entstehen.
Diese Gleichspannungen werden über die verschiedenen Spannungsleitungen beziehungsweise Stromstecker zur Platine und den Komponenten gebracht.
Es hat eine eingebaute Lüftung, die nicht nur es selbst, sondern in manchen Fällen auch den ganzen Computer kühlt.
Die durchschnittlich Leistung beträgt 200 - 600 Watt.
Nicht unbeträglich für die Ausgangsleistung ist auch die Effizienz:
Denn: Ein Netzteil mit einer schlechten Effizienz ist ein Energie- und Geldverschwender!
Es gibt mehrere verschiedene IBM-PC-kompatible Netzteile
Einige davon sind:

AT-Format

Die AT-Netzteile (Advanced Technology) unterscheiden sich von heutigen Netzteilen insbesondere dadurch, dass sie einen herausgeführten Schalter besitzen. Diese Schalter wurden in der Front des PC-Gehäuses untergebracht und schalteten das Netzteil und damit den PC physikalisch aus. Es gibt also keine Stand-By-Modi. Ferner ist der Stromanschluss für ein AT-Mainboard historisch bedingt mit zwei Steckern realisiert. Diese sind identisch, aber anders belegt. Im Normalfall werden sie nebeneinander gesteckt, mit den schwarz markierten Adern zueinander. An Steckverbindungen bieten diese Netzteile nur:

ATX-Format

ATX-Netzteil

Das ATX Format ist das meistverwendete Format für Netzteile.
ATX steht für Advanced Technology Extended. Moderne PC-Netzteile verfügen über besondere Steckverbinder:

PC-Netzteile lassen sich häufig an Stromnetzen mit unterschiedlicher Spannung betreiben. Die Umschaltung kann manuell oder automatisch erfolgen. Bei manueller Umschaltung, die meist über einen nur mit einem Werkzeug zu betätigenden Schalter erfolgt, besteht bei falscher Einstellung die Gefahr einer sofortigen Zerstörung des Netzteils. Moderne Netzteile weisen häufig eine automatische Anpassung auf, die den Betrieb zwischen 100 V und 240 V Netzspannung erlauben.

Das Netzteil wird am Ausschnitt der Rechnergehäuse-Rückwand mit vier Schrauben befestigt.

Es existieren auch Sonderbauformen, z. B. wassergekühlte Umbauten.

PC-Netzteile müssen mindestens folgende Ausgangsspannungen zur Verfügung stellen: +12 V, +5 V, +3,3 V, -12 V, +5 Vsb (Standby-Spannung), wobei nach dem neuesten ATX-Standard mindestens zwei +12 V-Schienen vorhanden sein müssen. Der Nutzen mehrerer 12 V-Leitungen ist aber umstritten, da diese ursprünglich dafür vorgesehen waren eine stabile Stromversorgung bei zunehmender Last zu gewährleisten, eine 12 V-Leitung darf laut ATX-Spezifikation nicht mehr als 20 Ampere haben, bevor eine zusätzliche Leitung notwendig wird. Es hat sich aber gezeigt, dass die Netzteilhersteller keine Probleme haben, ihre Netzteile so zu entwickeln, dass sie eine höhere Leistung weit über 20 Ampere hinaus leisten können.

Die Spannungen werden u. A. für folgende gebraucht:

+12 V: CPU, Grafikkarte, Laufwerke

+5 V: CPU, Grafikkarte, Laufwerke, externe Anschlüsse (z. B. USB)

+3,3 V: traditionell für den Arbeitsspeicher und für einige der Hauptplatinen-Teile

-5V, -12 V: werden nicht in allen Systemen gebraucht, z. B. Soundkarten. Die -5V-Leitung ist in den neuen ATX-Standards nicht mehr zwingend vorgeschrieben und d. h. nicht mehr bei jedem Netzteil vorhanden.

+5 VSB: ausschließlich für Standbymodus

BTX-Format

Der thermisch sehr anspruchsvolle Prozessor Pentium 4 erforderte ein besonderes Luftströmungsregime im Gehäuseinneren, um ausreichend gekühlt zu werden. Zu diesem Zweck wurde das aufwändige Format BTX (für Balanced Technology Extended) entwickelt, das unter anderem verschiedene Innentüren enthält, die während des Betriebs geschlossen bleiben müssen, damit die Kühlluft wirklich dorthin strömt, wo sie benötigt wird.

Das Netzteil unterscheidet sich gegenüber ATX hauptsächlich in einer wesentlich höheren Leistung als bei ATX üblich und einem zusätzlichen 4-poligen 12 V-Stecker, der eine störungsfreie Übertragung der hohen Ströme der 12 V-Schaltkreise gewährleisten soll.

Da die Nachfolger des Pentium 4 weniger elektrische Energie verwenden und die neueren Prozessoren somit wesentlich weniger Abwärme entwickeln, konnte wieder zum einfacheren und kostengünstigeren ATX-Format zurückgekehrt werden. BTX hat sich somit nicht durchsetzen können.

Passive Netzteile

Passive Netzteile arbeiten nach dem gleichen Prinzip wie aktive Netzteile, mit dem Unterschied dass die Kühlung über einen passiven Rippenkühler erfolgt. Dies wird meist erst über die Steigerung der Effizienz ermöglicht, da so bei gleichbleibender ausgehender Leistung weniger Verlustwärme freigesetzt wird.

Es gibt aber auch Exemplare mit aktivem Rippenkühler. Der Kühlkörper wird in diesem Falle nicht durch Abstrahlung der Wärme, sondern durch eines oder mehrere Peltier-Elemente gekühlt, was jedoch durch den zusätzlichen Stromverbrauch der Peltier-Elemente die Effizienz stark reduziert.

Passive Netzteile sind im Gegensatz zu aktiv gekühlten Netzteilen in der Regel lautlos.

Eigenschaften der PC-Netzteile

Qualitätsmerkmal von PC-Netzteilen ist neben der Maximalleistung die maximale Belastbarkeit der einzelnen Spannungsschienen, ein niedriger Geräuschpegel und ein guter Wirkungsgrad auch unter wechselnden Lasten, sowie eine ausfallfreie Stromversorgung.

Übungen zum Netzteil