Netzteil-Tests: Schalldruckpegelmessungen und Schutzschaltungen

Schalldruckpegelmessung

Viele aktuelle Netzteile sind insbesondere bei geringer Belastung derart leise, dass kein Unterschied in den Messdaten festgestellt werden kann, wenn der Umgebungsschall nicht gedämpft wird. ComputerBase nutzt daher eine Wärmekammer mit einem Volumen von 210 l, in der das Netzteil separat vermessen werden kann.

Das Netzteil wird in die Wärmekammer mit nach oben gerichtetem Lüfter gelegt und mit einer rein resistiven Last verbunden, die für die Messung passiv gekühlt wird. Das Mikrofon wird in einem Abstand von 40 Zentimetern auf die Vorderseite des Netzteils gerichtet. Es findet eine zeitliche Mittelung jeder Messung statt, indem Geräusche über einen Zeitraum von 20 Sekunden mit 48 kHz abgetastet werden. Der Frequenzgang des Schalldruckpegels in Dezibel wird A-bewertet und der Mittelwert davon ausgegeben. In einem Frequenzspektrum wird außerdem der Schalldruckpegel in seine Frequenzanteile zerlegt, sodass zwischen Lüftergeräuschen in der Größenordnung von einstelligen Kilohertz- und Elektronikgeräuschen in der Größenordnung von zweistelligen Kilohertz-Werten differenziert werden kann.

Die Raumtemperatur liegt zwischen 25 und 27 °C.

Schutzschaltungen

Nachfolgend wird eine kurze Erläuterung der verschiedenen, bei Netzteilen zum Einsatz kommenden Schutzschaltungen aufgelistet. Darüber, welche Schutzschaltung beim jeweiligen Netzteil zum Einsatz kommt und ob diese sinnvoll umgesetzt ist, geben die Einzeltests der jeweiligen Probanden Auskunft.

• UVP (Unterspannungsschutz): Falls die Ausgangsspannung einer Spannungsschiene unter einen gewissen Toleranzwert fällt, schaltet sich das Netzteil automatisch ab.
• OVP (Überspannungsschutz): Falls die Ausgangsspannung einer Spannungsschiene über einen gewissen Toleranzwert steigt, schaltet sich das Netzteil automatisch ab.
• SCP (Kurzschlusssicherung): Im Falle eines Kurzschlusses auf einer Ausgangsleitung verhindert diese Sicherung eine Beschädigung der Kernkomponenten des Netzteils und der einzelnen Systemkomponenten.
• OPP (Überlastschutz): Diese Sicherung schützt das Netzteil, wenn das System deutlich mehr Leistung als die aufgedrückte Ausgangsleistung des Netzteils verbraucht. Eine Abschaltung findet meist erst bei über 110 % der Ausgangsleistung statt. Eine Auslastung von über 100 % über einen längeren Zeitraum kann dennoch eine wesentliche Verringerung der Lebensdauer des Netzteils zur Folge haben.
• OCP (Überstromschutz): Sollte der Strom einer Ausgangsleitung höher als zulässig sein, schaltet das Netzteil automatisch ab.
• OTP (Überhitzungsschutz): Wird im Inneren des Netzteils eine zu hohe Temperatur gemessen, schaltet es sich ab, um einen dauerhaften Schaden des Netzteils zu vermeiden. Ein Ausfall des Lüfters, eine unzureichende Luftzufuhr, eine starke Verschmutzung durch Staub oder eine zu hohe Umgebungstemperatur kann ein Grund für eine solche Abschaltung sein.

Die Schutzschaltungen OVP, UVP und SCP sind von der ATX-Norm verbindlich vorgeschrieben. Überlastschutz und Überhitzungsschutz sind optional und werden häufig bei günstigen Netzteilen weggelassen. Die Umsetzung eines Überhitzungsschutzes kann oftmals nicht eindeutig festgestellt werden, weil in der temperaturgeregelten Lüftersteuerung der meisten Netzteile auch ein Überhitzungsschutz integriert sein kann.

Der Überstromschutz OCP ist insbesondere bei sehr leistungsstarken Netzteilen nützlich. Bei kleineren Modellen wird diese Funktion auch vom Überlastschutz übernommen, bei stärkeren funktioniert dieses Prinzip jedoch nur eingeschränkt. In der gehobenen Leistungsklasse sollte die 12-Volt-Leistung sinnvoll auf mehrere, getrennt mit OCP gesicherte 12-Volt-Leitungen verteilt werden. Damit kann der Auslösewert für jede einzelne Schiene niedriger angesetzt werden, was die Wirksamkeit des Überstromschutzes deutlich erhöht. Wichtig ist dabei, dass der Hersteller eine sinnvolle Zuordnung der Anschlussstränge zu den Schienen auswählt, um Fehlauslösungen des Überstromschutzes auszuschließen. Die Zuordnung wird bei allen Netzteilen mit mehreren 12-Volt-Leitungen überprüft.

Die verbauten Schutzschaltungen werden an der SunMoon SM-5500ATE auf ihre Funktionen geprüft. Zuerst werden die einzelnen 3,3-Volt-, 5,0-Volt- und 12,0-Volt-Schienen bei Überlast geprüft, bei Netzteilen mit mehreren 12,0-Volt-Schienen werden im Anschluss sämtliche Schienen überlastet. Während der Überprüfung wird die Belastung bis zur Abschaltung langsam erhöht, um Probleme in der Spannungsregulation erkennen zu können.

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