Seasonic Platinum im Test: Das bringt 80Plus-Platinum

Wie wird Platin möglich?

Theoretische Grundlagen

Eine grundlegende Basis zur Realisierung eines Platin-Netzteiles ist die mittlerweile allseits bekannte DC-DC-Technik. Hierzu eine kurze Erklärung: üblicher Weise werden die +3,3-V-, die +5-V- und die +12-V-Spannung aus einem Quelltransformator generiert. +3,3 V wird dabei in aller Regel von +5 V abgeleitet und steht in dessen Abhängigkeit. Bei Netzteilen mit DC-DC-Technik gibt der Transformator nur die 12-V-Spannung aus. Somit muss er nur einmal von Wechselspannung zu Gleichspannung konvertieren, was zusammen mit der Tatsache, dass der Druck der nun starken +12-V-Spannung das Überwinden von Widerständen erleichtert, erhebliche Vorteile in der Effizienz bedeutet. Die +3,3-V- und die +5-V-Spannungen werden dann per Spannungswandler von der +12-V-Schiene abgeleitet.

Diese Technik war ein entscheidender Schritt zum Erreichen des 80Plus-Silber-Meilensteins und stellt heute immer noch, auch hinsichtlich der Stabilitätsverbesserung der einzelnen Leitungen, eine wichtige Grundlage moderner sowie effizienter Netzteile dar.

Ernsthaft in Richtung 80Plus-Gold ging es allerdings erst mit dem Einsatz eines LLC-Resonanzwandlers. Auf diesem basieren in optimierter Form nun auch die vorgestellten Platin-Netzteile. Der LLC-Resonanzwandler ist genauer betrachtet ein zusätzlicher Schwingkreis auf der Primärseite des Gerätes, der an den Verlusten bei den Schaltvorgängen der Transistoren ansetzt. Bei einem geöffneten Schalter (Transistor) fließt ein hoher Strom, aber es liegt fast keine Spannung an. Genau das Umgekehrte ist im geschlossenen Zustand der Fall: eine hohe Spannung ist vorhanden, jedoch fließt fast kein Strom. Zwischen dem Öffnen und dem Schließen entsteht eine Verzögerung (der Schaltvorgang benötigt einige Zeit), in der sowohl Spannung als auch Strom anliegen. Multipliziert man diese beiden Einheiten, erhält man die Verlustleistung durch die Schaltverzögerung (P=U*I):

Der LLC-Resonanzwandler ermöglicht es nun, dass man nicht dann Schalten muss, wenn noch eine hohe Spannung anliegt, sondern erst dann, wenn die Spannung ihren Nullpunkt durchschreitet (Zero-Voltage-Switching). Dadurch kann einiges an Verlustleistung eingespart werden.

Eine Alternative zum LLC-Resonanzwandler ist die sogenannte „Active Clamp plus SR“-Technik. Diese setzt an derselben Stelle wie der LLC-Resonanzwandler an und nutzt ebenfalls Zero-Voltage-Switching, führt dieses Verfahren jedoch statt mit einem Schwingkreis mit einer aktiven Steuerung der Transistoren per IC durch. Hierzu müssen zwangsweise Dioden auf der Primärseite durch aktiv steuerbare Transistoren ersetzt und zusätzliche Kondensatoren eingesetzt werden. Der Zusatz „SR“ verrät, dass auf der sekundären Seite ein zweiter IC eingesetzt wird, der die Gleichrichtung der dort angesiedelten Transistoren kontrolliert. Durch die so ermöglichte aktive Steuerung der Halbleiter an zwei verschiedenen Stellen (wobei die beiden ICs miteinander kommunizieren) ergeben sich beachtliche Effizienzvorteile. Besonders interessant an dieser Technik ist, dass sie vorzugsweise in Leistungsbereichen von 200 bis 700 W eingesetzt werden kann, während der LLC-Resonanzwandler hauptsächlich zwischen 500 und 1500 W sinnvoll ist. Zudem liegen die Herstellungskosten teils deutlich unter denen eines LLC-Resonanzwandlers, weshalb diese Technik geradezu prädestiniert für die Realisierung von niederwattigen Platin-Netzteilen ist.

Im folgenden Abschnitt wollen wir erläutern, wie Seasonic die Platin-Effizienz realisiert, und natürlich auch einen Blick auf restliche Komponenten und Verarbeitungsqualität werfen.