Netzteil-Wirkungsgrad: Kleine Modelle sind bei wenig Last nicht immer effizienter

Die Wahl des richtigen Netzteils ist nicht einfach. Gerade Anfänger neigen gerne dazu lieber mehr Leistung als nötig einzukaufen. Der Test zeigt: Der Wirkungsgrad kann dadurch negativ beeinflusst werden, doch die absoluten Auswirkungen bleiben letztlich eher gering.

Der Stromverbrauch im Leerlauf sinkt

Dank immer ausgefeilteren Stromsparmechanismen benötigen auch Desktop-Systeme bei geringer Rechenlast immer weniger elektrische Leistung. Im Leerlauf kann die Leistungsaufnahme für sehr genügsame Konfigurationen auf bis zu 6 Watt fallen (Haswell-Lastszenario für ComputerBase-Tests).

ATX-Netzteile mit 300 Watt und mehr Nennleistung arbeiten in solchen Schwachlast-Szenarien aber äußerst ineffizient. Gleiches gilt für Gaming-Systeme mit Leerlaufzuständen zwischen 35 und 80 Watt, für die ein Netzteil mit über 400 Watt erforderlich ist. Für Systeme, die nahezu dauerhaft auf Maximallast laufen, lohnt sich ein Netzteil, das bei dieser Last besonders effizient ist. Umso länger aber ein System bei Schwachlast betrieben wird, desto mehr lohnt sich auch ein Blick auf die Schwachlast-Effizienz des Netzteils.

Mehr Effizienz bei weniger Last mit kleinerem Netzteil?

Das Netzteil genau so zu dimensionieren, wie es nur absolut notwendig ist, erscheint daher als logischer Schritt. Aber ist es auch immer der richtige? Ob die Faustregel zutreffend ist und wie sehr sich der Wirkungsgrad wirklich für Netzteile höherer Nennleistung bei Schwachlast verändert, klärt ComputerBase in diesem Bericht anhand verschiedener erschwinglicher Netzteilserien bis 100 Euro Anschaffungspreis.

Vier Netzteilserien als Basis

Damit die Vergleichbarkeit zwischen den Netzteilen einer einzelnen Serie gegeben ist, wurde darauf geachtet, dass das Schaltungsdesign auch wirklich identisch ist. Nur so kann sichergestellt werden, dass sich Anpassungen zwischen der kleineren und größeren Leistungsstufe auf die Dimensionierung der passiven und aktiven Leistungsbauelemente beschränken. Zu den passiven Bauteilen zählen bei einem Netzteil insbesondere Spulen, Kondensatoren und der Transformator. Die aktiven Bauelemente sind der Brückengleichrichter, MOSFETs und Dioden.

Für den Bericht wurden beliebte Netzteilserien mit unterschiedlichen 80Plus-Zertifizierungen ausgewählt. Die Cougar-STX-Serie bietet einen Wirkungsgrad nach 80Plus EU, die Cooler-Master-G-M- sowie die Corsair CX-M-Serie 80Plus Bronze und die be-quiet!-Straight-Power-10-Serie 80Plus Gold.

Synchrongleichrichter und aktive Klemmschaltungen als technische Vorteile

Beim Schaltungsdesign unterscheiden sich die G-M- und CX-M- von der STX-Serie durch die sekundäre Gleichrichtung, die unter größeren Verlusten mittels Schottky-Dioden bei den STX-Netzteilen und mittels MOSFETs bei den 80Plus-Bronze-Netzteilen stattfindet. Zu jedem Schaltvorgang fallen Verluste – die Schaltverluste – bei Double-Forward-Konvertern an, welche bei allen hier untersuchten Netzteilen zum Einsatz kommen. Die Straight-Power-10-Serie nutzt zwar auch einen Forward-Wandler, allerdings wurde die Schaltung um eine aktive Klemmung (ACRF) erweitert. Diese ermöglicht ein Schalten des MOSFETs bei Nullspannung, sodass keine Verluste beim Schaltvorgang auftreten. LLC-Resonanzkonverter besitzen denselben Vorteil, sind gegenüber den Forward-Wandlern allerdings teurer.

Auf der 12- und 3,3-Volt-Schiene des STX 350 gibt es jeweils einen Gleichrichter, für die 5-Volt-Schiene sogar zwei. Im STX 550 wurden die Gleichrichter auf zwei pro Schiene erweitert. Das STX 750 besitzt anders als erwartet eine synchrone Gleichrichtung und eine DC-DC-Abwärtswandlung für die 3,3- und 5-Volt-Schiene, sodass es nicht komplett mit den kleineren Varianten verglichen werden kann.