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

Messung beliebter Netzteilserien

Für den Vergleich sind die Messungen bei festen Lasten von besonderem Interesse. Mit diesen können typische Belastungsszenarien eines PCs nachgebildet werden. Welchen Systemkonfigurationen und Auslastungszuständen die jeweiligen Lasten entsprechen, wird im Bericht zur Messmethodik erläutert. Zunächst sollen die Serien einzeln untersucht werden.

STX-Serie mit Einbruch der Schwachlast-Effizienz für hohe Nennleistungen

Bei Cougars STX-Netzteilen, die mit einer Nennleistung ab 350 Watt verkauft werden, zeichnet sich das zu erwartende Bild für den 35-Watt-Schwachlastfall ab: Die kleinste Variante ist mit 78,2 Prozent Abstand am effizientesten, die größeren Modelle liegen 74,8 respektive 71,0 Prozent. Bei einer Auslastung zwischen 40 und 60 Prozent arbeiten die drei Netzteile stets mit ihrem höchsten Wirkungsgrad. Die Auslastungszustände, ab denen die größere Variante gegenüber der kleineren effizienter ist, liegen bei 150 Watt (STX 550) respektive 270 Watt (STX 750).

Bei Cooler Masters G-M-Serie zeigt sich hingegen ein anderes Bild. Bereits mit der kleinsten Auslastungsstufe liegt der Wirkungsgrad des G650M gegenüber dem G450M höher. Die gemessenen Unterschiede sind bei Schwachlast in absoluten Beträgen winzig, erst bei Auslastungen oberhalb von 200 Watt ist das G650M klar besser. Trotzdem überrascht das Ergebnis. Selbst bei nur 6 Watt Verbrauch (Haswell C6/C7, 2. Diagramm) liegen beide mit knapp 40 Prozent Wirkungsgrad gleich auf.

Synchrongleichrichter mit besserer Schwachlast-Effizienz

Für die CX-M-Serie von Corsair zeichnet sich ein ähnlicher Sachverhalt ab. Selbst bei Auslastungen von rund 250 Watt bleiben die Unterschiede vergleichsweise klein. Einen entscheidenden Unterschied macht wie bei der G-M-Serie die synchrone Gleichrichtung mittels MOSFETs aus. Denn während über eine Schottky-Diode 0,3 V abfallen, damit Strom in Flussrichtung fließen kann, kann der Kanal des MOSFETs im Leitzustand als rein ohmscher Widerstand angenommen werden. Umso mehr Dioden zur Erhöhung der Stromtragfähigkeit bei größeren Netzteilen parallel geschaltet werden, desto mehr Verluste entstehen bei Schwachlast aufgrund dieser Initialspannung.

Keine Vorteile durch ACRF bei geringer Auslastung

Obwohl auch die Straight-Power-10-Serie die Ausgangsspannungen synchron gleichrichtet, ist der Sachverhalt der CX-M- und G-M-Netzteile auf diese nicht übertragbar. Bei typischen Belastungen zwischen 35 und 80 Watt trennen vier bis zwei Prozent die Ausbaustufen mit 400 und 600 Watt. Erst mit einer Auslastung von 290 Watt herrscht Gleichstand zwischen den beiden Netzteilen. Eine Ursache für die Benachteiligung des 600-Watt-Straight-Power ist der Tastgrad, der bei geringen Lasten so klein ist, dass die Energie in der Streuinduktivität des Transformators nicht mehr ausreicht, um verlustlos Schalten zu können. Die ACRF-Topologie kann in diesem Fall keine Verbesserung gegenüber einem Double Forward erwirken. Dies wird bei der 35-Watt-Belastung des 600-Watt-Straight-Powers deutlich, weil der Wirkungsgrad nur noch gleichauf mit der CX-M- und G-M-Serie ist.

Gegentest mit 80Plus

Dass alle Netzteile grundsätzlich mit ihrem Soll-Wirkungsgrad arbeiten, soll abschließend anhand der 80Plus-Zertifizierung überprüft werden. In den folgenden Messungen wurden dazu die 80Plus-Lasten angelegt.

Das STX 750 grenzt sich von den kleineren Varianten dank der technischen Erweiterungen deutlich ab – ganz anders, als es bei niedrigen Lasten gewirkt hat. Somit erreicht es sogar nahezu einen Wirkungsgrad nach 80Plus-Silber-EU. Die G-M-Serie erfüllt 80Plus-Bronze knapp, die CX-M-Serie kann teilweise selbst 80Plus-Silber erfüllen. Der Test des technisch artverwandten Vengeance 500 kommt zu demselben Ergebnis. Während das Straight Power 10 400W bei hoher Last noch deutlich oberhalb der 80Plus-Gold-Anforderungen liegt, liegt die 600-Watt-Variante genau auf der Grenzlinie.