Nätaggregatet i närbild

ATX är en så kallad formfaktor. Tillverkare följer ATX-formfaktorn för att komponenter såsom moderkort, chassin och nätaggregat ska passa tillsammans rent fysiskt. Moderkorten har med tiden justerats för nytillkomna tekniker och nät­aggregaten har i sin tur rättats efter dem (ibland även chassit). Sedan år 2007 är det ATX 2.3 som är den aktuella versionen för nätaggregat. EPS är en annan formfaktor som används främst till större servrar och mer avancerade datorer.

För närmare specifikationer på ATX, se www.formfactors.org.

Här följer en genomgång av de vanligaste anslutningarna från nätaggregatet till datorns olika komponenter.

24-pin-anslutningen används för strömförsörjning av moderkortet. Den försörjer även enheterna som drivs via moderkortet (undantaget processorn som har egen strömförsörjning). Det kan uppstå viss förvirring kring den här kontakten då den finns i två utföranden med olika antal stift (20 respektive 24 stycken). Moderkort före ­PCI-Expresstiden använder 20-pin-kontakten då 24-pin-kontakten utvecklades för att strömförsörja PCI-Express-kort. Det finns adaptrar för att konvertera mellan de två anslutningarna. Nyare nätaggregat har ofta stöd för både 20- och 24-pin.

Vissa 24-pin-kontakter på nätaggregat går att dela så att de även passar till äldre moderkort

Kablarna från nätaggregatet har olika färger. De följer en standard där varje färg har sitt användningsområde. Här följer en detaljerad beskrivning på 24-pin-anslutningen. Skillnaden mellan den och den äldre 20-pin-kontakten är att stiften som här numreras 11, 12, 23 och 24 saknas på 20-pin-varianten.

Pinout på de vanligaste kontakterna för strömförsörjning

3,3 V (pin 1, 2, 12, 13)
Från början användes endast spänningar på 5 V och 12 V för att driva en PC. Efterhand har behov av lägre utspänningar uppstått för att driva vissa kretsar på moderkortet.

5 V (pin 4, 6, 21-23)
5 V används för att ge ström till en del av moderkortets komponenter, exempelvis USB och PS/2

5 V Standby (pin 9)
När nätaggregatet är kopplat till en strömkälla finns det alltid en liten ström som går till moderkortet. Spänningen 5 VSB används bland annat för att inte belasta datorns inbyggda klockbatteri. Strömmen är liten och nästan försumbar.

12 V (pin 10, 11)
På moderkortet används 12 V för att kunna driva bland annat den vanliga processorn (CPU) och den eventuella grafikprocessorn (GPU). Idag behövs det dock oftast mer ström till nämnda komponenter än vad som kan levereras via moderkorrtet. Därför har både processorn och många grafikkort sina egna strömkablar direkt från nätaggregatet.

-12 V (pin 14)
En negativ 12 V-spänning användes tidigare av bland annat RS232 (seriellport). Idag används den seriella porten i liten utsträckning då den har ersatts av USB.

-5 V (pin 20)
-5 V används knappt längre och är numera inte en nödvändig spänningsnivå i ATX-standarden.

PWR_OK (pin 8)
PWR_OK är en kontrollsignal. Den indikerar att nätaggregatets spänning håller sig inom säkerhetsmarginalerna. Om avvikelsen blir för stor (för hög eller för låg spänning) kan datorn ta skada.

PS_ON# (pin 16)
När datorns startknapp trycks in sluts en krets som startar nätaggregatets ström­försörjning. PS_ON# är den ledare som, via moderkortet, är kopplad till startknappen.

Nedan listas de vanligaste anslutningarna för datorkomponenter.

Den största skillnaden mellan olika nätaggregat är vilken effekt de kan leverera och det är den egenskapen som tillverkarna marknadsför hårdast. Det finns dock fler ­parametrar än effekten som bör uppmärksammas vid köp av nätaggregat. Ett nätaggregat har flera så kallade linor med olika spänningar och med varierande möjlighet till strömuttag. Det är till exempel inte säkert att ett nätaggregat på 650 W kan ge ut mer ström på en viss spänning än ett nätaggregat på 520 W.

I ATX 2.2-revisionen som fortfarande många nätaggregat följer får en enskild ledare från nät­aggregatet inte belastas med mer än 240 VA. Det innebär att en 12 V-ledare inte får belastas med mer än 20 A (240/12). De flesta nätaggregaten har därför flera 12 V-linor som kan avlasta varandra. De kraftfullaste nätaggregaten har upp till fem olika linor på samma spänning.

Förgreningskontakt för 4-pin-kontakten

12 V är den spänning som oftast efterfrågas av datorns enheter. 12 V-linorna används för att driva bland annat processorn, grafikkortet och hårddiskarna. Dessa är de så kallade högeffektskomponenterna. Ju större ström som kan levereras på samma lina, desto fler kontakter brukar finnas tillgängliga. Ibland händer det dock att kontakterna inte räcker till för att strömförsörja samtliga enheter. Förgreningskontakter kan lösa problemet, men tänk på att för många förgreningar kan leda till överbelastning av nätaggregatet.

Adapter mellan vanliga 4-pin-anslutningen och grafikkortsströmförsörjningen

Vid användning av adaptrar (såsom den på bilden ovan) är det viktigt att tänka på till vilka linor den kopplas. Den bör kopplas till två uttag som sitter på varsin ledning från nätaggregatet, istället för två kontakter som ligger på samma ledning.

Ett nätaggregat kan märkas med 80 Plus om det har en pålitlig effektfaktorkorrigering och strömeffektiva komponenter. Vid test där nätaggregatet utsätts för olika belastningar ska minst 80 % av energin som tas in finnas kvar tillgänglig till förbrukaren. Ett nät­aggregat med 80 Plus-märkningen visar att det både är miljövänligt och har en bra effekt­faktor. Med bättre effektfaktor blir datorn tystare i och med att det utvecklas mindre överskottsvärme och fläkten därmed kan arbeta på ett lägre varvtal.

Det finns fem olika nivåer av 80 Plus.

Vid 20 % belastning ska minst 80 % intagen energi nyttjas.
Vid 50 % belastning ska minst 80 % intagen energi nyttjas.
Vid 100 % belastning ska minst 80 % intagen energi nyttjas.
Effektfaktor på 0,9 (vid 50 % belastning) eller högre är ett krav.

Vid 20 % belastning ska minst 81 % intagen energi nyttjas.
Vid 50 % belastning ska minst 85 % intagen energi nyttjas.
Vid 100 % belastning ska minst 81 % intagen energi nyttjas.
Effektfaktor på 0,9 (vid 50 % belastning) eller högre är ett krav.

Vid 20 % belastning ska minst 85 % intagen energi nyttjas.
Vid 50 % belastning ska minst 89 % intagen energi nyttjas.
Vid 100 % belastning ska minst 85 % intagen energi nyttjas.
Effektfaktor på 0,9 (vid 50 % belastning) eller högre är ett krav.

Vid 20 % belastning ska minst 81 % intagen energi nyttjas.
Vid 50 % belastning ska minst 85 % intagen energi nyttjas.
Vid 100 % belastning ska minst 81 % intagen energi nyttjas.
Effektfaktor på 0,9 (vid 50 % belastning) eller högre är ett krav.

Vid 20 % belastning ska minst 90 % intagen energi nyttjas.
Vid 50 % belastning ska minst 94 % intagen energi nyttjas.
Vid 100 % belastning ska minst 88 % intagen energi nyttjas.
Effektfaktor på 0,95 (vid 50 % belastning) eller högre är ett krav.

Specifikationerna är hämtade från 80 Plus officiella webbplats där det även finns mer information om märkningen, se www.80plus.org.

När ett nätaggregat belastas kan utspänningen variera något, men vilken tolerans ett nätaggregat har framgår sällan av dess specifikationer. Många elektronikkomponenter är känsliga för felaktiga spänningar och det är därför viktigt att spänningen håller sig stabil. Nätaggregatets stabilitet är en av de faktorer som kan påverka livslängden hos komponenterna i datorn.

Vid montering av ett nätaggregat i ett chassi brukar det bli en hel del kablar över som inte används till något. De har en tendens att vara i vägen och påverka datorns luftflöde. Lite mer exklusiva nätaggregat brukar därför ha löstagbara kablar för att låta datorbyggaren själv bestämma vilka kontakter som ska användas. Dessa nätaggregat kallas modulära. Använd gärna buntband för att bunta ihop och fästa lösa kablar i datorlådan.  På så sätt riskerar de inte att hamna i fläktarna.

Modulära anslutningar på ett nätaggregat

Här följer ett exempel på en jämförelse mellan ett riktigt bra nätaggregat på 520 W och en budgetmodell på 650 W.

Modellerna är fiktiva och generaliserar bara vad modeller i olika prisklasser kan ­prestera. Det högkvalitativa aggregatet kan kosta runt 1200 kronor och ­budgetmodellen cirka 500 kronor.

De två modellerna fokuserar på olika spänningar. Budgetalternativet kan inte, trots sin högre totala effekt, leverera lika mycket ström på den viktiga 12 V-spänningen som den dyrare modellen. Enligt tabellen ger 520 W-aggregatet ut 480 W på de tre 12 V-linorna. Det billigare nätaggregatet har endast två linor. Det betyder inte nödvändigtvis att det är sämre ur den aspekten. Att det inte kan leverera mer än 360 W på dessa två linor är däremot ett tecken på att det inte är riktigt lika användbart.

Specifikationerna för maxström och max kombinerad effekt stämmer inte överens. I det första exemplet finns tre 12 V-linor med en maximal strömstyrka på 18 A för varje lina. Antagandet att den maximala strömstyrkan på de tre 12 V-linorna är lika med 54 A (18+18+18) går inte ihop med vad som anges i max kombinerad effekt. 54 A multiplicerat med 12 V blir 648 W och inte 480 W som det står angivet. Anledningen till att max kombinerad effekt är lägre, är att specifikationen anger den maximala effekt som de samhörande linorna kan ge ut tillsammans. De tre 12 V-linorna kan inte leverera 18 A samtidigt utan istället kring 13,3 A (480 / (12 ∙ 3)).

En högre maximal effekt betyder inte en högre elräkning. Datorn använder bara så mycket ström den behöver.

Det dyrare nätaggregatet i den teoretiska jämförelsen har en 80 Plus-certifiering och kan vid en belastning på 400 W leverera 84 % av tillförd energi. Under samma förhållanden har budgetmodellen bara 74 % effektivitet. Det gör att när datorn vill ha 400 W drar det dyrare nätaggregatet cirka 480 W medan det enklare drar cirka 540 W.

Det kan uppstå problem om en dator uppgraderas utan att nätaggregatets maximala uteffekt finns i åtanke. En ny dator drar ofta mer ström och ibland blir det mer än vad nätaggregatet kan hantera. Dessa problem gör sig påminda som systemkrascher när ­datorn belastas tungt (t.ex. under spelande). Oftast stängs nätaggregatet av som en säkerhetsåtgärd innan en säkring går eller någon komponent blir alltför varm. Med lite otur kan dock en eller flera kondensatorer i nätaggregatet gå sönder. Nätaggregatet är en av komponenterna som bör undersökas om datorn beter sig underligt (plötsliga omstarter, svart skärm eller liknande).

Ett verktyg som kan användas för att testa nätaggregat

Om datorns nätaggregat har gått sönder kan det bero på att det har blivit för hårt belastat. Att ett nätaggregat kan gå sönder är förståeligt eftersom det är svårt att räkna ut hur mycket effekt en viss dator kräver. Vid planerat utbyte kan en ­energimätare användas för att ta reda på effekten. Det finns även kalkylatorer på Internet där datorbyggaren kan ange vilka komponenter som sitter i datorn för att få ut ett ­ungefärligt värde. Se ­exempelvis www.extreme.outervision.com/psucalculatorlite.jsp.

Vanligtvis brukar det räcka med ett nätaggregat på 350 W för en enklare kontors­dator. 400 W brukar vara tillräckligt för en mediadator, men det brukar däremot krävas över 500 W för riktiga gamingdatorer. Avrunda alltid det uppskattade strömbehovet uppåt.  Då finns det ingen risk för att nätaggregatet är underdimensionerat och det är dessutom förberett för framtida utbyggnader av datorn. Ett nätaggregat av bra kvalitet och med hög effekt kan hålla i många år, så vid nästa datorbyte kan nät­aggregatet med stor ­sannolikhet flyttas med till den nya datorn. Det sker trots allt inte lika stor utveckling på nätaggregatsfronten som på processor- eller grafikkortsfronten.

Elförbrukningen ökar inte för att datorn har ett nätaggregat med högre effekt. Max­effekten är inte heller den enda specifikationen som är intressant. Minst lika viktigt är hur mycket ström 12 V-linorna kan leverera.