FAQ: Netzteile

Die englische Bezeichnung "power supply unit" (PSU) umschreibt die Aufgaben eines Netzteils treffend: PC-Netzteile dienen der Stromversorgung. Das Netzteil wandelt die 230-Volt-Wechselspannung aus der Steckdose (Netzspannung), in die für den PC-Betrieb nötige, niedrige Gleichspannung um. Je nach Komponente liegt diese bei 3,3 Volt, 5 Volt oder 12 Volt. Dabei müssen PSUs bestimmte Anforderungen zuverlässig erfüllen: Die Spannung muss fest definiert, schwankungsfrei und ausfallsicher sein. Zudem ist ein hoher Wirkungsgrad wichtig, denn ein effizientes Netzteil verliert weniger Energie in Form von Wärme. Mit einem energieeffizienten Netzteil sparen Sie teilweise Strom und das Geräusch des Lüfters ein.

Netzteile (PSU) werden auch als Transformatoren bezeichnet. Sie transformieren Wechselstrom zu Gleichstrom. Dieser Prozess erfolgt in mehreren Schritten:

1. Steckdose: Hier liegt die Netzspannung von 230 V mit 50 Hz an (die Richtung des Wechselstroms ändert sich 50 Mal pro Sekunde).
2. EMI-Filter: Dieser verringert mithilfe eines Entstörkondensators die elektromagnetische Interferenz zwischen dem Hausstromnetz und dem Netzteil.
3. Gleichrichter: Der Gleichrichter wandelt den entstörten Wechselstrom über "Schottky-Dioden" in Gleichstrom um.
4. Leistungsfaktorkorrekturfilter (PFC): Der PFC verringert über eine Schaltung die Blindleistung, hebt die Eingangsspannung auf 400 Volt an und erhöht dadurch den Leistungsfaktor.
5. Pulsweitenmodulation: Wandelt Gleichspannung über Leistungstransistoren in Wechselstrom mit hoher Frequenz um (15 kHz bis 300 kHz).
6. Transformator: Transformiert die Spannung über eine Primärspule und eine Sekundärspule.
7. Gleichrichter: Der Gleichrichter wandelt den Wechselstrom über "Schottky-Dioden" in Gleichstrom um.
8. Glättung: Über Glättungskondensatoren werden die Schwankungen in der Spannung ausgeglichen.
9. Spannungsreglermodul (VRM): Durch periodisches Unterbrechen des Stroms senkt das VRM die Spannung auf 3,3 V bzw. 5 V. Eine Kombination aus Kondensator und Spule glättet anschließend die Spannung.
10. Nun ist der Strom für die Komponenten Ihres PCs verwendbar.

Die Hardwarekomponenten Ihres PCs benötigen unterschiedliche Mengen an Watt-Leistung. Für eine dezidierte Berechnung des Watt-Bedarfs Ihres Systems verwenden Sie unseren Netzteilrechner. Unsere Übersicht kann lediglich eine grobe Vorstellung vermitteln.

Der Preis hängt von mehreren Faktoren ab. Grundsätzlich lässt sich sagen: Für ein gutes Netzteil mit 550 Watt Leistung und 80PLUS® Gold-Zertifizierung zahlen Sie circa zwischen 70 Euro und 100 Euro. Deutlich günstiger sind Modelle mit 80PLUS® Bronze-Zertifikat, welche preislich zwischen 50 Euro und 70 Euro liegen. Möchten Sie in das oberste Regal greifen und ein Gerät mit 80PLUS® Platinum- oder Titanium-Zertifizierung kaufen, müssen Sie mehr als 100 Euro in die Hand nehmen. Netzteile mit weniger Watt sind in der Regel günstiger, höhere Wattzahlen kosten mehr Geld.

Schutzschaltungen sind, neben der Effizienz, eines der wichtigsten Qualitätsmerkmale von Netzteilen. Die Schutzfunktionen sind wichtig, da sie Ihre gesamte Hardware vor Schäden durch Stromspitzen, Kurzschlüssen und anderen Ereignissen schützen.

Diese Schutzschaltungen gehören zur Grundausstattung eines guten Netzteils:

• Überspannungsschutz (OVP)
• Überhitzungsschutz (OTP)
• Überlastschutz (OLP/OPP)
• Schutz vor Stromspitzen (OCP)
• Schutz vor Stromstößen (SIP)
• Kurzschlussschutz (SCP)
• Unterspannungsschutz (UVP)

Bei der Beschäftigung mit PC-Netzteilen kommen Sie an einem Thema nicht vorbei: Effizienz. Die Effizienz eines Netzteils ist gleichbedeutend mit dem Wirkungsgrad und wird als Prozentwert angegeben. Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel des verbrauchten Stroms am Ende der Umwandlung in nutzbaren Gleichstrom und somit Ihrem System zur Verfügung steht. Je höher der Wirkungsgrad ist, desto größer ist die Effizienz. Folgen einer hohen Effizienz sind auch eine geringe Abwärme und ein niedriger Energieverbrauch Ihres Netzteils.

Unteilbar mit der Effizienz von Netzteilen verbunden ist die 80PLUS®-Initiative. Mindestanforderung zum Erhalt der 80PLUS®-Zertifizierung ist, dass das Netzteil bei einer Last von 20 %, 50 % und 100 % jeweils einen Wirkungsgrad von mindestens 80 % aufweist.

*bei einer Spannung von 230 V

Wenn Sie sich über Netzteile informieren, kommt es mitunter vor, dass Sie über den Begriff Topologie stolpern. Er bezeichnet unterschiedliche Methoden der Spannungswandlung. Bekannte Topologien sind LLC, Active Clamp, Double-Forward, Half-Bridge und Full-Bridge.

Am Beispiel von LCC lässt sich der Begriff gut erläutern: Bei der LLC-Resonanzwandler-Topologie sind neben der Primärspule des Transformators (L) noch eine weitere Spule (L) und ein Kondensator (C) im Einsatz. Zusammen ergeben sie einen Reihenschwingkreis, der mit LLC bezeichnet wird. Der LLC-Schaltkreis harmonisiert die Wechselspannung.

Für Consumer-PCs sind in der Regel drei Formfaktoren gebräuchlich (ATX, SFX, TFX). Jedoch gibt es einige spezielle Formate für Low-Power-Systeme (Pico-PSU), Workstation- oder Serverlösungen (EPS).

Das ATX-Format (Advanced Technology Extended) ist der weiterentwickelte Nachfolger des alten AT-Formats. Netzteile mit ATX-Formfaktor kommen in den meisten Desktop-Systemen zum Einsatz und haben das Konkurrenz-Format BTX mittlerweile vom Markt verdrängt. Über einen 20- bzw. 24-poligen Stecker sind ATX-Netzteile mit dem Mainboard verbunden.

Als Erweiterung des ATX-Formats wird das EPS-Format (Entry Level Power Supply) vor allem für leistungsstärkere Netzteile verwendet. Diese werden vor allem in Workstations und Servern verbaut.

Ein Netzteil im SFX-Format (Small Form Factor) ist vor allem für Mini-ITX- und kompakte Gaming-PCs ideal. SFX-Netzteile sind 63,5 mm hoch, 125 mm breit und weisen eine Länge/Tiefe von 100 mm auf. Sie erhalten SFX-Modelle bereits ab 160 Watt Leistung. SFX-Netzteile bieten maximal Platz für einen 92-mm-Lüfter. Mithilfe von Montageadaptern bauen Sie SFX-Netzteile auch in ATX-Gehäuse ein. Grundsätzlich bieten SFX-Modelle die gleichen Stecker wie das ATX-Format, allerdings in geringerer Anzahl und mit verringerten Kabellängen.

Das TFX-Netzteil ist vorrangig für flache Desktop-Systeme im SFF-Format geeignet. Die Standardabmessungen betragen 64 mm Höhe, 85 mm Breite und 175 mm Länge. Die Anschlüsse eines TFX-Netzteils entsprechen im Grunde den Standards von ATX-PSUs. Jedoch ist aufgrund der kompakten Bauform häufig die Anzahl der Anschlüsse verringert.

PC-Netzteile haben je nach Formfaktor, Leistung und Modell verschiedene Anschlüsse in unterschiedlicher Anzahl. Jedoch gibt es einige Anschlüsse, die bei den meisten Netzteilen gleich sind. Am wichtigsten ist der 24-polige ATX-Stecker. Er wird gemeinsam mit dem 4+4-Pin-CPU-Powerstecker direkt an das Motherboard angeschlossen. Bei semimodularen Netzteilen sind diese beiden Stecker meist fest verbaut. Für Prozessoren mit besonders hohem Strombedarf verfügen Netzteile zudem über eine EPS-12-V-Buchse mit 4+4 Polen.

Bei allen anderen Komponenten kann die Anzahl der Anschlüsse variieren. Je nach Netzteil gibt es bis zu zehn 6- oder 8-Pin-Stecker (PCIe) für Grafikkarten. Diese sind aus Kompatibilitätsgründen häufig auch als 6+2-Pin-Stecker verbaut. Andere Anschlüsse, die sich an beinahe jedem Netzteil befinden, sind SATA-Stecker, beispielsweise für Festplatten und SSDs, und Molex-Stecker, die vor allem für Lüfter Verwendung finden.

Als besonderes Feature bieten viele Netzteile das Kabelmanagement an. Dahinter verbirgt sich der Umstand, dass diese Netzteile mit modularen oder semi-modularen Kabeln ausgestattet sind. Diese Eigenschaft ist nicht zu unterschätzen, denn beim Einbau hilft Ihnen Modularität, platzsparend und übersichtlich zu arbeiten. Auch für einen guten Airflow sind weniger Kabel im Gehäuse besser. Nicht benötigte Anschlüsse bleiben draußen, nur das Nötigste wird verbaut.

Bei nichtmodularen Netzteilen sind hingegen alle Kabel fest verbaut - ein Graus für ordnungsliebende PC-Bauer, denn die nicht benötigten Kabel müssen umständlich im Gehäuse "aufgeräumt" werden.

Da Netzteile aus vielen Bauteilen mit unterschiedlichem Kühlbedarf bestehen, werden sie in der Regel aktiv mit Luft gekühlt. Die Kühlung durch einen Lüfter birgt viele Vorteile, denn sie ist kostengünstig, platzsparend, sicher und zweckmäßig. Doch es gibt auch Netzteile, die passiv gekühlt werden.

Bei der passiven Kühlung setzen die Hersteller entweder auf große Kühlkörper oder auf die natürliche Bewegung der warmen Luft nach oben. Auf Dauer geht die Passivkühlung zulasten der Kondensatoren. Netzteile mit Wasserkühlung sind hochpreisige Exoten, werden aber von einigen Herstellern angeboten.

Immer beliebter werden Lüfter mit semi-passiver Steuerung. Hierbei bleibt der Lüfter im Idle und beim Surfen aus. Er springt erst an, wenn die Temperatur im Netzteil einen bestimmten Grenzwert erreicht. So wird die Lautstärke reduziert und gleichzeitig die Lebensdauer der Kondensatoren verlängert.

Beim Netzteilkauf sollten Sie auf eine Reihe von Eigenschaften achten. So ist sichergestellt, dass Sie auch nach Jahren noch zufrieden mit Ihrem Netzteil sind. Die wichtigsten Merkmale sind:

• Formfaktor: Der Formfaktor bestimmt, in welche Gehäusegröße Ihr Netzteil verbaut werden soll.
• Schutzschaltungen: Schutzschaltungen verhindern, dass Ihr Netzteil und die angeschlossene Hardware im Falle einer Anomalie zu Schaden kommt. Diese sollten bei einem guten Netzteil auf keinen Fall fehlen.
• Wattzahl: Der Wattbedarf Ihrer Hardware spielt bei der Anschaffung eines Netzteils die entscheidende Rolle. Je nachdem, wie Ihr System aufgestellt ist und welche Erweiterungen Sie in den nächsten Jahren planen, sollten Sie auch die Leistung des Netzteils auswählen.
• Anschlüsse: Auf jeden Fall sollte Ihr Netzteil eine Mindestmenge an Anschlüssen bereitstellen. Dazu zählt neben dem 24-Pin-Stecker für das Mainboard auch der 4+4-Pin-CPU-Stecker. Die Grafikkarte benötigt ebenfalls einen eigenen Anschluss über zwei 8-Pin-Anschlüsse oder einen 8-Pin- und einen 6-Pin-Stecker.
• Effizienz: In Sachen Effizienz bzw. Wirkungsgrad führt mittlerweile kein Weg mehr an einem 80PLUS®-zertifizierten Netzteil vorbei.
• Modularität: Ein vorhandenes Kabelmanagement, ob modular oder semi-modular, erleichtert den Einbau und verbessert den Airflow im Gehäuse.
• Kühlung: Wenn Ihnen ein ruhiger Betrieb und eine kontrollierte Temperatur in Ihrem Netzteil wichtig sind, dann achten Sie beim Kauf darauf, dass Ihr Netzteil über eine Lüftersteuerung verfügt.
• Optik: Für viele Nutzer ist ein PC nicht nur Werkzeug, sondern auch stylischer Einrichtungsgegenstand. Deshalb gibt es auch bei Netzteilen Modelle mit integrierter RGB-Beleuchtung. Außerdem werden Netzteile mit gesleevten (ummantelten) Kabeln angeboten.

Je nachdem welche Systemkomponenten in Ihrem PC verbaut sind, unterscheidet sich der Energiebedarf. In der Regel lassen sich im Consumer-Bereich drei Klassen definieren:

• Office-PC mit ca. 300 Watt
• Multimedia-Rechner/Einsteiger-Gaming-PC ca. 400 Watt bis 450 Watt
• Gaming-PC mit leistungsstarker Grafikkarte ca. 550 Watt bis 650 Watt

Mehr als 700 Watt benötigen in der Regel nur Overclocker, Multi-GPU-Systeme oder Workstations. Die genannten Werte sind jedoch lediglich allgemeine Richtwerte und sollten keinesfalls ungeprüft übernommen werden. Wichtig ist schließlich nicht nur die Watt-Zahl, sondern auch, welche Anschlüsse das Netzteil bietet.

Wenn Sie genau wissen möchten, welches Netzteil für Ihren PC geeignet ist, nutzen Sie unseren Netzteilrechner!

Netzteile ziehen lediglich so viel Strom, wie Sie zur Bewältigung der Anforderungen brauchen. Deshalb schadet es prinzipiell nicht, wenn Sie ein Netzteil mit einer höheren Leistungskapazität als benötigt kaufen. Trotzdem sollten Sie auf die Verhältnismäßigkeit achten, denn die Energieeffizienz kann unter zu großen Differenzen leiden. Der Verbrauch Ihres Netzteils sollte zwischen 20 % und 80 % Auslastung der Gesamtkapazität liegen, weil in diesem Bereich die Energieeffizienz am besten ist. Benötigt Ihr System 500 Watt, kann es also Sinn ergeben, ein Netzteil mit 600 Watt zu kaufen. So halten Sie sich Spielräume zur Erweiterung Ihres Systems und fürs Übertakten frei.

Wenn Sie ein hochwertiges Netzteil mit den empfohlenen Schutzschaltung verwenden, schaltet sich Ihr Netzteil im Falle einer Überlastung automatisch ab. Deshalb sollten Sie bereits beim Kauf eines Netzteils auf eine gute Qualität achten. Bei billigen No-Name-Netzteilen kann es vorkommen, dass Teile Ihres Netzteils überhitzen und durchschmoren. Schlimmstenfalls sind von dem Schaden auch andere Hardware-Komponenten Ihres PCs betroffen.

Wenn beim Drücken der Power-Taste Ihres PCs nichts passiert, dann ist ziemlich sicher das Netzteil kaputt. Auch häufige Neustarts oder verlängerte Zeiten beim Hochfahren Ihres PCs können Ihre Ursachen in einem Netzteil-Defekt haben. Das Problem ist, dass Netzteil-Defekte häufig nicht eindeutig als solche identifizierbar sind. Die einfachste Möglichkeit, Ihr Netzteil auf Defekte zu testen, ist ein Netzteiltester. Ein solches Gerät kaufen Sie bereits für weniger als 30 Euro. Damit sind Sie in der Lage, sämtliche Versorgungsspannungen zu testen.

Möchten Sie kein Geld für ein Testgerät in die Hand nehmen, gibt es noch die Möglichkeit, Ihren PC nach dem trial-and-error-Prinzip durchzutesten. Hierbei gehen Sie Schrittweise vor, indem Sie nach und nach Hardwarekomponenten abstöpseln. Trennen Sie dabei vor jedem Kontakt mit den Innereien Ihres PCs die Stromzufuhr. Läuft Ihr PC nach der Entfernung einer bestimmten Komponente stabil, kann es sein, dass sie der Übeltäter ist. Bauen Sie in diesem Fall die Komponenten in umgekehrter Reihenfolge wieder ein. Durch diese Methode erkennen Sie jedoch lediglich, ob das Netzteil überlastet oder eine andere Komponente das Problem ist.

Im Zweifel geben Sie Ihren PC einem Experten zur Prüfung.

Den Versuch, Ihr Netzteil selbst zu reparieren, sollten Sie unbedingt unterlassen! Komplexe elektronische Komponenten wie Netzteile sollten nur von Experten geöffnet werden. Tritt der Defekt innerhalb der vom Hersteller genannten Halbwertszeit auf, schicken Sie Ihr kaputtes Netzteil bei ihm ein. Außerhalb dieses Zeitraums übersteigen die Reparaturkosten meist den Preis eines neuen Netzteils. Deshalb ist es häufig sinnvoll, sich ein hochwertiges neues Netzteil mit 80PLUS®-Zertifizierung zuzulegen. Die 80PLUS®-Zertifizierung steht für einen hohen Wirkungsgrad und wird in der Regel als Qualitätsmerkmal angesehen.