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Aufbau und Funktion von Netzteilen

Der Aufbau

Das Netzteil ist das zentraler Verteiler für Strom zu betrachten, der über einen Stecker mit Energie versorgt wird und diese anschließend transformiert. Notwendig wird dies, da die übliche Netzspannung des Stromnetzes von 220 Volt wesentlich zu hoch ist für die betreffenden Komponenten, sodass am Ende Spannungen von 12,5 sowie 3,3 Volt entstehen. Aufgrund des Gebrauchs entsteht eine hohe Abwärme, die ungekühlt einen Schaden verursachen würde, weshalb jedes Netzteil auch über einen Lüfter verfügt. Entgegen der irrtümlichen Annahme, die beim Betrieb eines Laptops auftretende Geräuschkulisse hätte etwas mit der Festplatte oder dem Prozessor zu tun, sorgt in Wahrheit der Lüfter für mehr oder minder starke Geräusche. Um zu verstehen, anhand welcher Merkmale sich Netzteile unterscheiden lassen, muss man die Leistungsfähigkeit näher betrachten. Diese wird in Watt aufgedrückt, wobei herkömmliche Modelle für Computer in etwa im Bereich von 60 bis 90 Watt liegen. Daraus erklärt sich auch, dass mit leistungsfähigeren Laptops aufgrund zusätzlicher Komponenten oder einfach stark beanspruchter Einzelteile ein Bedürfnis entsteht, stärkere Netzteile zu verwenden. Dabei ist zu beachten, dass die angegebene Leistung in Watt nicht darauf zurückzuführen ist, dass mehr Strom verbraucht beziehungsweise benötigt wird. Im Gegenteil, sorgt die oben bereits angesprochene technische Entwicklung doch dafür, dass starke Netzteile entsprechend des Energiebedarfs die Abgabe regulieren und damit auch stromsparend wirken. Der Wirkungsgrad eines Netzteils wird durch die bei der Transformation verloren gehende Energie negativ beeinflusst, was insofern von Bedeutung ist, dass mit leistungsfähigen beziehungsweise hochwertigen Netzteilen dieser natürliche Verlust wesentlich verringert wird. Günstige Netzteile mögen gemäß dieser Erläuterungen zwar ihren Zweck erfüllen, verursachen aber einen hohen Energieverbrauch und sind bereits nach einiger Zeit dermaßen beansprucht, dass von einer kurzen Lebensdauer auszugehen ist.

Wichtige Bestandteile

Wie bereits angesprochen, werden unterschiedliche Bereiche mit jeweils individuellen Spannungen betrieben, sodass die Anzahl der jeweils eingebauten Kabel sich stark erhöht hat. Moderne Geräte weisen daher ein sogenanntes Kabelmanagement auf, wo tatsächlich nur die benötigten Kabel starr mit dem Netzteil verbunden sind und zusätzliche je nach Bedarf angeschlossen werden können. Der Vorteil liegt darin, dass im Computer beziehungsweise Laptop mehr Volumen frei bleibt, womit die Luftzirkulation erhöht wird und damit ein natürlicher Kühlungseffekt eintritt. Bastler setzen für diesen Zweck gerne sogenannte Wasserkühler ein, die eine höhere Effizienz aufweisen und zudem weniger hohe Geräusche verursachen. Maßgeblich für die erhöhte Nachfrage war, dass bei einem Übertakten des Prozessors wesentlich höhere Temperaturen entstehen, die von normalen Kühlsystemen nur unzureichend reguliert werden konnten. Zudem ist anzumerken, dass ein Wirkungsgrad von 100 Prozent nie erreicht werden kann, da jede verbaute Komponente naturgemäß Energie benötigt und aus diesem Grunde nicht vom Netzteil abgedeckt werden kann. Häufig verwandte Schaltnetzteile weisen heute zumeist Wirkungsgrade von über 80 Prozent auf, was auch für stärkere Nutzungen ausreichend ist. Durch die sogenannte Leistungsfaktorkorrektur, kurz PFC genannt, wird auf europäischer Ebene eine Methode angewandt, um die negative Eigenschaften des Stromzufuhr durch das Netz und die daraus entstehenden unsymmetrischen sowie nicht sinusförmigen Stromentnahmen einzudämmen.

Die Funktionsweise

Im Rahmen der industriellen Produktion setzen Hersteller vermehrt auf eine Steigerung der Effizienz von Netzteilen, was sich seit Längeren im Form des so bezeichneten 80-Plus-Standards bemerkbar macht. Sie sorgen dafür, dass die jeweils benötigte Stromzufuhr einen optimalen Wert aufweist bei einem gleichzeitig hohem Wirkungsgrad, womit ein hoher Spareffekt hinsichtlich des Stromverbrauchs eintritt. Neue Modelle müssen zudem die vom Handel geforderte ErP-Kompatibilität erfüllen, was nichts anderes bedeutet, dass im Standby-Modus ein Verbrauch von unter einem Watt benötigt wird. Sieht man sich die jeweils maßgeblichen Verbrauchswerte eines Netzteils an, so beanspruchen vor allem moderne Varianten insbesondere die 12-Volt-Schiene. Aus diesem Grunde kann für einen Kauf die Empfehlung ausgesprochen werden, den sogenannten Versorgungsbedarf auf 12 Volt zu beachten, da hiermit auch die niedrigeren Verbrauchswerte gemäß der Herstellerangaben ausreichend dimensioniert sein dürften. Wenn ein Netzteil jetzt mit beispielsweise 600 Watt Leistung angepriesen wird, dem Höchstwert aller maßgeblichen Stränge jedoch ein wesentlich niedrigerer Wert zu entnehmen ist, dann kann man von Etikettenschwindel regen und sollte von einem Kauf Abstand nehmen – auch aus dem Grund, weil eine solche Belastung im Bereich von 3,3 beziehungsweise 5 Volt keinen Sinn ergibt, da das Hauptaugenmerk wie gesagt auf der 12-Volt-Schiene liegt.

Schlussbemerkungen

In der Regel sind besonders preiswerte Modelle, vor allem aus dem asiatischen Raum, ohne Sicherheitsmerkmale ausgestattet und bilden eine große Gefahr, da der Lüftung zu wenig Aufmerksamkeit zuteil wird und durchaus Brände entstehen können. Wichtige Angaben sind daher in Form von OVP und UVP angegeben, was jeweils den primär- sowie sekundärseitigen Überspannungs- und Unterspannungsschutz darstellt. Die Bezeichnung OTP steht für einen Überhitzungsschutz und NLO für einen lastfreien Betrieb, was die wesentlichen Bereiche abdecken dürfte. Achten Sie beim Kauf zusätzlich darauf, dass nur dem Verbrauch angemessen dimensionierte Netzteile eine hohe Energieeffizienz aufweisen, sodass Sie Ihren Gebrauch zugrunde legen und dann entscheiden, welche Leistung tatsächlich nötig ist. Der Angabe in Watt ist nicht immer zu trauen, viel eher sollten Sie einmal nachrechnen und feststellen, ob die angegebenen Leistungsgrenzen überhaupt erreichbar sind. Artikelbild: © KFM / pixelio.de

Tags: Netzteile
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