Oberklasse-Netzteile im Test: Empfehlungen mit 550/650 Watt für 85 bis 125 Euro

Technik im Detail analysiert

Nach dem Lösen der Schrauben und dem Öffnen des Netzteils fällt der Blick auf die Elektronik. Wie immer gilt: Nicht nachmachen – Lebensgefahr!

EVGA setzt wie schon bei der G2-Serie für das Supernova G3 550W auf die Expertise von Super Flower. Die Plattform ist prinzipiell mit dem Leadex II Gold 650W vergleichbar, aber nicht mehr so wie beim Vorgänger identisch. Die Schrumpfung des Gehäuses geht mit einer Layoutanpassung der Schaltung einher, die zudem technische Anpassungen unumgänglich gemacht hat. Die Technik des Aerocool P7-650W basiert auf einer Plattform von Andyson. Sea Sonic nutzt für die Prime-Netzteile von Gold bis Titanium ein Design, das jeweils auf den Wirkungsgrad der namensgebenden 80Plus-Zertifizierungen angepasst wurde. Alle Netzteile verwenden mit einem LLC-Resonanzwandler und einer synchronen Gleichrichtung vergleichbare Techniken. Sea Sonic hat sich als einziger Hersteller für eine Vollbrückenkonfiguration entschieden, die größere Leistungsreserven bereitstellt, für ein 650-Watt-Netzteil aber noch nicht notwendig wäre.

Technische Daten	P7-650W	Supernova G3 550W	Prime Gold 650W	Leadex II Gold 650W
Primärseite
EMV-Filter	3 X-, 4 Y-Kondensatoren, 2 CM-Drosseln		3 X-, 6 Y-Kondensatoren, 2 CM-Drosseln, Ferrit	2 X-, 4 Y-Kondensatoren, 2 CM-Drosseln
Sicherungen	Feinsicherung, MOV
Aktive PFC	2 MOSFETs (Infineon IPW50R190CE), 1 Diode (CREE C3D10060A)	2 MOSFETs (Infineon IPW50R280CE), 1 Diode (CREE C3D02060A)	2 MOSFETs (Infineon IPW50R280CE), 1 Diode (ST STTH8S06D)	1 MOSFET (Infineon IPW50R190CP), 1 Diode (CREE)
Einschaltstrombegrenzer	NTC + Relais
Zwischenkreiskondensator	2 Nichicon (GG-Serie) 330 µF, 420 V, 105 °C	Nippon Chemi-Con (KMW-Serie) 390 µF, 400 V, 105 °C	2 Nippon Chemi-Con 220 µF, 400 V, 105 °C	Nippon Chemi-Con (KMQ-Serie) 470 µF, 400 V, 105 °C
Konvertertopologie	LLC-Halbbrücke		LLC-Vollbrücke	LLC-Halbbrücke
Schalter	2 Infineon IPW60R190E6	2 Infineon IPW50R199CP	4 Infineon IPW50R380CE	2 Infineon IPW50R199CP
Sekundärseite
Wandlung Minor-Rails (5 V und 3,3 V)	DC-DC
Gleichrichter +12 V	8 MOSFETs (Infineon BSC014N04LS)	4 MOSFETs (Infineon IPP041N04N G)	2 MOSFETs ("1505“)	4 MOSFETs (Infineon IPP041N04N G)
DC-DC-Schalter 5 V und 3,3 V	je 1 Texas Instruments CSD86350Q5D	je 4 Infineon IPD09N06NS	MOSFETs	zwei HAU610 (5 Volt) und zwei Infineon IPD060N03L G (3,3 Volt)
Filterkondensatoren +12 V	2 Nippon-Chemi-Con-Elkos (KZE-Serie) 2.200 µF und Feststoffkondensatoren 3 820 µF und 4 330 µF	Nippon-Chemi-Con-Elkos 1 3.300 µF (KZE-Serie), 3 2.700 µF (KZE-Serie) und 4 1.000 µF (KY-Serie) und 4 Feststoffkondensatoren 470 µF	Nippon-Chemi-Con-Elkos 2 3.300 µF und 1 3.900 µF (KZH-Serie) und Feststoffkondensatoren 9 330 µF und 2 470 µF	Nippon-Chemi-Con-Elkos 7 2.200 µF (KZE-Serie) und 1 1.000 µF (KY-Serie) und 3 Feststoffkondensatoren 470 µF
Filterkondensatoren 5 V	Nippon-Chemi-Con-Elko (KZE-Serie) 3.300 µF und Feststoffkondensator 1.500 µF	2 Nippon-Chemi-Con-Elkos (KY-Serie) 1.000 µF und Feststoffkondensator 470 µF	Nippon-Chemi-Con-Elko (KY-Serie) 1.000 µF und 2 Feststoffkondensatoren 560 µF	Nippon-Chemi-Con-Elkos mit 1 2.200 µF (KZE-Serie) und 1 1.000 µF (KY-Serie)
Filterkondensatoren 3,3 V	Nippon-Chemi-Con-Elko (KZE-Serie) 3.300 µF und Feststoffkondensator 1.500 µF	2 Nippon-Chemi-Con-Elkos (KY-Serie) 1.000 µF und Feststoffkondensator 470 µF	Nippon-Chemi-Con-Elko (KY-Serie) 1.000 µF und 2 Feststoffkondensatoren 560 µF	2 Nippon-Chemi-Con-Elkos (KZE-Serie) 2.200 µF
Filterkondensatoren 5 VSB	Nippon-Chemi-Con-Elko (KZE-Serie) 2.200 µF und Feststoffkondensator 470 µF	Nippon-Chemi-Con-Elkos mit 1 3.300 µF und 1 1.000 µF (KY-Serie)	Nippon-Chemi-Con-Elkos mit 1 3.900 µF (KZH-Serie) und 1 3.300 µF (KZE-Serie)	Nippon-Chemi-Con-Elkos mit 1 3.300 µF und 1 1.000 µF
Supervisor-IC	Siti PS223	Super Flower SF201T	Weltrend WT7527V	Super Flower AA9013
Lüfter
Modellbezeichnung	Yijin Electronics CD1425L12F	EVGA (Globe Fan) H1282412L	Hong Hua HA13525H12F-Z	Globe Fan S1352512M
Technische Daten	140 mm, FD-Gleitlager	128 mm, HD-Gleitlager	135 mm, 2.000 UPM, FD-Gleitlager	135 mm, 1.200 UPM, FD-Gleitlager

Die Eingangsfilterung der Netzteile ist vollständig und hält wichtige Schutzelemente wie den MOV als passiven Überspannungsschutz und die Feinsicherung bereit. Das Prime Gold 650W besitzt mit sechs Y-Kondensatoren besonders viele dieses effektiven Filters, wobei für deren Gesamtkapazität gegen Schutzerde Grenzen gesetzt sind, weil sonst beim Einschalten des Netzteils der Fehlerstrom-Schutzschalter der Hausinstallation auslöst. Anschließend folgen ein beziehungsweise für das P7-650W und das Prime Gold 650W zwei Brückengleichrichter, die jeweils an einem Kühlkörper montiert sind und somit keine Überlastung fürchten müssen.

MOSFETs von Infineon

Der in Deutschland ansässige Halbleiterhersteller Infineon gilt im heutigen Testfeld als bevorzugte Quelle für Leistungs-MOSFETs. Auf der Primärseite für die aktive PFC und den LLC-Resonanzwandler wird rundum auf dessen CoolMOS-Technologie gesetzt, hinter der sich das Superjunction-Prinzip versteckt, das auch bei anderen Herstellern Verwendung findet. Die Silizium-Carbid-Boost-Dioden stammen von CREE und ST. Der Einschaltstrom wird von einem NTC-Widerstand begrenzt, der nach dem Aufladevorgang des Haupt-Elkos zur Verlustminimierung mittels eines Relais kurzgeschlossen wird. Ein Teil des Resonanzwandlers – nämlich eine Spule des Schwingkreises – haben EVGA und Super Flower besonders platzsparend auf den Haupttransformator montiert, die gemeinsam so die volle zur Verfügung stehende Höhe ausnutzen können.

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Die Energie wird in großen Hochvolt-Elkos zwischengespeichert, die von den japanischen Marken Nichicon und Nippon Chemi-Con zugeliefert werden. Für die Filter-Elkos auf der Sekundärseite wurde durchgehend auf Nippon Chemi-Con vertraut. Diesen stehen Feststoff-Elkos unterstützend zur Seite, die einen äußerst geringen Serienwiderstand und sehr gute Alterungseigenschaften besitzen. Die dauerhaft aktive 5-Volt-Standby-Schiene wird genauso von eben solchen Flüssig-Elkos gefiltert, für die auf eine hohe Kapazität geachtet wurde, weshalb von diesen eine lange Lebensdauer erwartet werden kann.

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Die Gleichrichtung der 12-Volt-Schiene erfolgt beim P7-650W und Prime Gold 650W auf der Rückseite des PCBs. Für die Hochstrom-Pfade wurden so die MOSFETs direkt unterhalb des Haupttransformators platziert, um Verluste möglichst kleinzuhalten. Die Durchkontaktierung eines großen Kühlkörpers beim Prime Gold 650W beziehungsweise eines Kühlblechs rings um den Transformator des P7-650W sollen dabei helfen, diese Bauteile effektiv zu kühlen. Darüber hinaus wird die Hitze mittels eines Wärmeleitpads auf die Gehäuseunterseite des Netzteils übertragen, das somit zusätzlich zur Kühlung beiträgt. EVGA und Super Flower verwenden gewöhnliche, auf Kühlkörper geschraubte TO-220-MOSFETs, welche in der Regel mehr Platz gegenüber den SMD-Konkurrenten einnehmen und schlechtere elektrische Eigenschaften besitzen. Im Gegenzug kann dieses Chipgehäuse aber die beste thermische Leitfähigkeit vorweisen, was allerdings erst mit hohen Wärmeströmen eine relevante Größe wird.

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Um die Überwachung des Netzteils von EVGA und Super Flower kümmern sich proprietäre ICs, die überraschenderweise nicht dieselben Modellnummern tragen – nur der AA9013 ist von bisherigen Super-Flower-Netzteilen bereits bekannt. Der Siti PS223 im P7-650W stellt einen Überhitzungsschutz von Haus aus bereit. Bei den anderen Netzteilen wurde diese Funktion wahrscheinlich separat implementiert.

Lüfter mit fortschrittlichem Gleitlager

Lange Zeit waren Doppelkugellager das Qualitätskriterium für Netzteillüfter. Mittlerweile nimmt die Lautstärkeoptimierung eine immer größere Rolle ein, weshalb bevorzugt auf Gleitlager gesetzt wird. Einfache Gleitlager sind in ihrer Lebenserwartung aber stark eingeschränkt. HD- beziehungsweise das patentierte FD-Gleitlager, die aufwendiger zu fertigen sind und somit nur in teureren Netzteilen zum Einsatz kommen, gehen dieses Problem an. Der Lüfter von EVGA misst mit 128 mm eine ungewöhnliche Kantenlänge. Letztendlich werden die beschränkten Platzverhältnisse aufgrund der Gehäusetiefe von 150 mm keine größere Variante erlaubt haben. Für die Implementierung der RGB-LED-Beleuchtung im P7-650W hat Aerocool den Lüfter von dem bisher nicht im Netzteilbereich in Erscheinung getretenen Fertiger Yijin Electronics bezogen.

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Die Lötqualität befindet sich bei allen Probanden auf einem sehr guten Niveau – nur die nachbearbeiteten Handlötstellen im P7-650W können noch eine leichte Verbesserung erfahren. Eine beidseitige Kupferbeschichtung des Haupt-PCBs wurde nur bei Aerocool und Sea Sonic durchgeführt, um zusätzliche Leiterbahnen auf der Oberseite führen zu können. Anders als bei den Netzteilen aus der Produktion von Super Flower, finden deswegen auch hochwertigere FR4-Leiterplatten Verwendung. Eine SMD-Bestückung wurde allerdings nur auf der Unterseite durchgeführt.

Spule im Prime Gold 650W nicht ausreichend gesichert

Aber auch das Prime Gold 650W von Sea Sonic ist nicht frei von Makeln. Eine Spule des Resonanzwandlers wurde nicht ausreichend verklebt, sodass das Bauteil nach dem Transport nur noch von seinen Lötstellen gehalten wird und nun angewinkelt von der Platine absteht. Um Defekte aufgrund gebrochener Lötstellen vorzubeugen, muss an dieser Stelle nochmals nachgebessert werden.

Kleine Abstände zwischen Primär- und Sekundärseite im Aerocool P7-650W

Trotz der großzügigen Platzverhältnisse und des Double-Layer-PCBs im P7-650W stellt sich die Anordnung der vertikalen Platine für die Lüftersteuerung als zweifelhaft heraus. Bei einer Platzierung direkt neben dem Netzeingang müssen Sicherheitsabstände von Primär- zu Sekundärseite berücksichtigt werden. Hätten die aneinander angrenzenden Bauteile freiliegende Leiter, wäre die Luftstrecke von nur 1,0 mm keine ausreichende Isolation. Nach der Norm EN 60950 würde mindestens ein Abstand von 2,0 mm notwendig sein, um eine sichere Isolation bei transienten Netzüberspannungen gewährleisten zu können. Weil die Windungen der benachbarten Gleichtaktdrossel bereits eine Funktionsisolation zu sich selbst besitzen, es ein Isolationsklebeband um diese Drossel gibt und der daran angrenzende Elko von einer Isolationsfolie umgeben ist, ist dieser Abstand aber keine in dieser Norm zu berücksichtigende Größe. Die tatsächliche Luftstrecke zwischen einem Anschlussdraht des Elkos und einer freiliegenden Windung der Gleichtaktdrossel beträgt rund 8 mm und ist damit unkritisch. Der gleichen Meinung ist auch der TÜV Rheinland, der das Netzteil auf eben diese Norm zertifiziert hat. Da das Ausstellungsdatum bis auf den März 2016 zurückgeht, kann aber von einem frühen Prototypen ausgegangen werden, der möglicherweise die Platine für die Lüftersteuerung noch nicht besaß. Des Weiteren will der Hersteller unsere Bedenken mit dem geringen Abstand der beiden Bauteile zueinander bereits mit einer geänderten Biegung des Elkos gelöst haben.