Nätaggregatet i närbild

Nätaggregatet i närbild

Komponenterna i en dator strömförsörjs av nätaggregatet (kallas även nätdel eller PSU, Power Supply Unit). Datorns nätaggregat levererar flera olika spänningsnivåer (12 V, 5 V och 3,3 V). Vid datorköp ges sällan nätaggregatet någon större uppmärksamhet, trots att det spelar stor roll i sammanhanget. Ett nätaggregat påverkar datorsystemets stabilitet och i slutänden även de övriga komponenternas livslängd.

Nätaggregatet är den enskilt största och tyngsta komponenten i datorn. Oftast sitter det monterat högt upp i datorn. Det börjar dock bli populärt med chassin där nät­aggregatet sitter längst ner istället. Detta eftersom nätaggregatens vikt har ökat med tiden (i samband med den ökade totaleffekten) och låg montering ger en lägre tyngdpunkt.

ATX och EPS

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

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 strömförsörjning15

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

Andra strömförsörjningskontakter

Nedan listas de vanligaste anslutningarna för datorkomponenter.

2x2-pin (P4)


2x2-Pin ("P4")

När processorerna blev snabbare och effektivare behövdes det också mer ström för att driva dem. Lösningen blev 2x2-pin-kontakten som även kallas P4-kontakten. Den strömförsörjer processorn och kopplas till en kontakt på moderkortet som sitter i närheten av processorsockeln.

8-pin EPS12V och EATX12V

Kontakten på bilden kallas antingen EPS12V eller EATX12V.

Precis som ATX har sin P4-kontakt, har EPS-standarden sin egen motsvarighet för den separata strömförsörjningen till processorn. EPS12V liknar den åttapoliga PCIe-power-kontakten men den har en annan polaritet och passform. Det går att omvandla från 2x2-pin till EPS12V.

Efterhand som processorerna blivit allt mer strömkrävande, har den åttapoliga EPS12V-kontakten börjat dyka upp även på konsumentmoderkort. Då kallas den ibland EATX12V. På nätaggregaten representeras den antingen av en vanlig EPS12V-kontakt eller två stycken P4-kontakter som sätts samman. På moderkorten finns det ibland en vanlig anslutning för en P4-kontakt och precis intill sitter det en plastlucka som döljer ytterligare en sådan kontakt. Då kan antingen en P4-kontakt, två P4-kontakter eller en EPS12V-kontakt anslutas. Om nätaggregatets anslutningar ger möjlighet till anslutning av en fullstor kontakt är det att föredra, framförallt om processorn ska överklockas. För strömsnåla processorer räcker det utmärkt med att endast ansluta en P4-kontakt. Det är därför som andra halvan av kontakten är övertäckt av plastluckan. Läs mer om detta i respektive moderkorts manual.

4-Pin Molex

4-pin Molex-kontakten har länge varit den vanligaste anslutningen från ett nätaggregat. Anslutningen går även under namnet 5,25”. Den används i huvudsak för att strömförsörja äldre hårddiskar och optiska enheter (nyare enheter använder i första hand Sata och Sata-power för dataöverföring respektive strömförsörjning). Nätaggregat brukar vara utrustade med flera 4-pin-kontakter för att användaren enkelt ska kunna bygga ut datorn med fler enheter. En del datorfläktar och vissa äldre grafikkort använder också kontakten.

Sata-power

Sata-power-kontakterna används för att driva moderna hårddiskar och optiska enheter. Det som skiljer Sata-power från ­4-pin Molex-kontakten är att Sata-power även kan lämna 3,3 V. Den spänningen används dock än så länge väldigt sällan, vilket gör att det går att omvandla från en 4-pin-kontakt till Sata-power med en enkel adapter.

PCI-express-power

Adapter till 6-pin PCI-express-power-kontakt  
Adapter från 6-pin till 8-pin PCI-express-power-kontakt

Kraftfulla grafikkort har likt processorn behov av extra strömförsörjning. Från början fanns inte PCI-express-power-kontakten på vanliga nätaggregat utan istället levererades grafikkorten med en adapter som omvandlade två stycken 4-pin-kontakter till en PCI-express-power 6-pin-kontakt.

Det finns även en 8-pin PCI-express-powerkontakt för att ytterligare öka strömförsörjningen till de kraftfullaste grafikkorten. Den kan likna en 8-pin EPS12V-kontakt, men har en annorlunda polaritet och passform.

Effekt

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 VA16. 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 den vanliga 4-pin Molex-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.

80 Plus

Ett nätaggregat kan märkas med 80 Plus om det har en pålitlig effektfaktorkorrigering och strömeffektiva komponenter. Kravet är att minst 80 % av energin ska finnas kvar efter transformeringen. 80 Plus-certifieringen tyder därmed på att nätaggregatet är både bra för miljön och för plånboken.

80 Plus-certifieringen.

Efterhand som utvecklingen har gått framåt har märkningen utökats med fler steg som ställer ännu högre krav på nätaggregaten.

De tre första stegen i den nya 80 Plus-skalan.

I dagsläget finns sex olika 80 Plus-märkningar:

Belastning10 %20 %50 %100 %
80 Plus (vit) Testas ej 80 % 80 % 80 %
80 Plus Bronze Testas ej 81 % 85 % 81 %
80 Plus Silver Testas ej 85 % 89 % 85 %
80 Plus Gold Testas ej 88 % 92 % 88 %
80 Plus Platinum Testas ej 90 % 94 % 88 %
80 Plus Titanium 90 % 94 % 96 % 91 %

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

Spänningsavvikelser

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. 

Modulära nätaggregat

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

Kostnadsjämförelse

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. 

Spänningslina +3,3 V +5 V +12 V +12 V +12 V -12 V +5 VSB
Max ström 24 A 24 A 18 A 18 A 18 A 0,8 A 3 A
Max Effekt 140 W 480 W 9,6 W 15 W
520 W
Spänningslina +3,3 V +5 V +12 V +12 V +12 V -12 V +5 VSB
Max ström 32 A 30 A 17 A 16 A - 0,3 A 2,5 A
Max Effekt 275 W 480 W 3,6 W 12,5 W
650 W

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.

Behöver jag uppgradera?

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

Tips inför köp

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.

Referenser

15. Intel (2007). Power Supply – Design Guide for Desktop Platform Form Factors. Designguide ­publicerad mars 2007. www.formfactors.org/developer%5Cspecs%5CPSU_DG_rev_1_1.pdf

16. Intel (2005). ATX12V Power Supply Design Guide. Designguide publicerad mars 2005.
www.formfactors.org/developer/specs/ATX12V_PSDG_2_2_public_br2.pdf

Senast ändrad: 2016-08-08