Nätaggregat i mellanklassen

Många olika parametrar ska vägas in vid bedömning av en nätdel. Därför kommer vi på den här sidan snabbt gå genom ett par olika aspekter och begrepp som kan vara bra att känna till.

ATX12V och EPS12V

En modern PC-nätdel har utspänningarna 3,3 V, 5 V och 12 V, samt -12 V, 5 V SB (standby). Det finns gränsvärden och rekommendationer för hur strömfördelningen mellan de olika utspänningarna bör fördelas i Intels ATX-specifikation. Den senaste versionen är skrivande stund ATX12V 2.3. Bland annat säger den att variationer på utgångsspänningarna måste hålla sig inom ±5 procent.

En klar trend sedan version 1.0 av standarden är att effektkravet på 12 V ökat. Det är rimligt med tanke på att både processorer och dagens kraftfulla grafikkort använder den i stor utsträckning. Sedan ATX12V 2.0 har det rekommenderats att det finns ytterligare 12 V-linor om 12 V-strömmen överstiger 18 A. Detta är främst för att tillgodose säkerhetsföreskrifterna i UL 60950 om maximalt 240 VA genom varje enskild strömkabel. Denna rekommendation har dock slopats i och med ATX12V 2.3, vilket innebär att allt fler tillverkare har gått tillbaka till en enskild 12 V-lina.

Många av dagens nätdelar följer förutom ATX-standarden även SSI-standarden EPS12V som beskriver nätdelar lämpliga för mindre servrar. Senaste versionen är 2.92. I jämförelse med ATX12V specificerar EPS12V-standarden att en 8-pins 12 V-kontakt ska finnas tillgänglig på nätdelen för strömmatning till CPU:n. Sedan ett par år tillbaka har det blivit allt vanligare med 8-pins-kontakter på moderkort utanför servermarknaden, vilket gör att allt fler konsumentnätdelar utrustas med denna kontakt.

Man bör ta sig en noggrann titt på hur den angivna effekten är fördelad mellan utspänningarna innan man köper sin nätdel. Tillverkarna gör inte uppgiften lättare, eftersom de angivna effektuppgifterna ibland inte är maximal kontinuerlig uteffekt, utan enbart ”peak”-effekt (maximal belastning under en kort tid). Hur begreppet peak definieras skiljer dessutom. Även vilken temperatur som tillverkaren använder när de specificerar sin nätdel kan skilja; maximal uteffekt minskar med ökad temperatur. Kryddar tillverkaren specifikationerna med olika tveksamma angivelser bör man tänka till både en och två gånger innan man slår till.

Effektfaktor och PFC

Effektfaktor (Power Factor, PF) och effektfaktorkorrigering (Power Factor Correction, PFC) är komplicerade begrepp som kräver en del kunskaper i ellära för att förstå.

Förenklat kan man säga att effektfaktorn är ett mått på fasvridningen mellan ström och spänning. En effektfaktor på 1 är idealt, då är spänning och ström helt i fas. Det ligger framförallt i kraftbolagens intresse att hålla effektfaktorn nära 1 eftersom förlusteffekter i elnätet då minimeras. För hemanvändare kan det också vara positivt, speciellt om man använder en UPS då dess prestanda påverkas negativt vid en lägre effektfaktor.

I okompenserade ATX-nätdelar är lasten kapacitiv, vilket gör att effektfaktorn kan bli ungefär 0,6–0,7. Denna kan förbättras på olika sätt. Enklaste sättet är att faskompensera nätdelens kapacitiva last med en spole (passive PFC). Det är ett minimikrav inom EU för switchade nätdelar över 75 W såsom dessa. Passive PFC användes främst för ett par år sedan i nätdelarnas budgetsegment, då tekniken helt enkelt är billigare att tillverka.

De flesta nätdelar i dagsläget använder dock istället aktiva komponenter för att skapa en nära resistiv last (active PFC). Det gör att effektfaktorn hamnar mycket nära 1, men i regel minskas nätdelens verkningsgrad något.

Faskompensering med aktiva komponenter.

Det man bör lägga på minnet är att en högre effektfaktor inte medför högre verkningsgrad, men är positivt av andra orsaker.

Verkningsgrad

Högre verkningsgrad medför inte bara att strömförbrukningen sänks. Eftersom mindre effekt går förlorad och blir värme inuti nätdelen krävs inte lika kraftfull kylning vilket gör att ljudnivån kan sänkas. De senaste åren har högre verkningsgrad blivit ett starkt försäljningsargument bland nätdelstillverkarna, samtidigt som kraven i ATX12V-standarden ökat. Vid en typisk belastning kring 50 procent av den maximala kräver ATX12V 2.3 en verkningsgrad på 72 procent, men rekommenderar 80 procent.

På senare tid har även en ny certifierings-process uppkommit för att bedöma nätdelars verkningsgrad. 80 Plus-märkningen utförs av en oberoende organisation som mäter de inskickade nätdelarnas verkningsgrad vid tre olika laster. Beroende på verkningsgrad får de olika modellerna olika graderingar, där 80 Plus är den lägsta och 80 Plus Gold den högsta för konsumentnätdelar. Minimikravet för att få en 80 Plus-märkning är en verkningsgrad på minst 80 procent vid samtliga testlaster samt en effektfaktor på minst 0,9 vid maximal belastning.

Rippel och brus

Rippel och brus är störningar på utgångsspänningen som enklast undersöks med hjälp av ett oscilloskop. Kravet på maximalt rippel och brus i ATX12V 2.3 är 120 mV_t-t (topp till topp) för 12 V och -12V, och 50 mV_t-t för övriga utgångsspänningar.

I ATX-nätdelar hittar man ofta rippel, överlagrad växelspänning, som härstammar från arbetsfrekvensen hos nätdelens inbyggda pulsbreddsmodulator. I många nätdelar kan man dessutom hitta en överlagrad 100 Hz-komponent som härrör från elnätets frekvens på 50 Hz.