Seite 2: Grundlagen digitaler Netzteile

Auch im Jahr 2016 sind digitale Schnittstellen bei Netzteilen immer noch ein besonderes Feature. Was aber nicht weiter verwunderlich ist, denn anders als elementare Netzteileigenschaften wie eine hohe Effizienz oder eine stabile Spannungsregelung ist die Möglichkeit des Hardware-Monitorings bei einem Netzteil für die meisten User eher nur ein nettes Gadget. Ein gutes Netzteil ist schließlich – vereinfacht gesagt – immer noch eines, welches man im Betrieb nicht bemerkt: Weder durch Lärm noch durch Abstürze oder einen hohen Stromverbrauch. Netzteile mit Monitoring-Funktion sprechen dann die User an, die tiefer einsteigen und ihr System optimieren möchten bzw. auch Spaß daran haben, jederzeit die aktuelle Effizienz oder die Stromaufnahme ihrer Grafikkarte zu wissen.

Die Auswahl auf dem Markt an Netzteilen mit digitaler Schnittstelle ist daher relativ übersichtlich. Thermaltake ist einer der wenigen Hersteller, die in diesem Bereich schon länger aktiv sind und daher auch funktionierende Lösungen anbieten können. Seit wenigen Monaten hat Thermaltake mit den Smart DPS eine neue Reihe von Netzteilen auf dem Markt, welche dank Smart Power Management (SPM) und überarbeiteter Software einen größeren Funktionsumfang bieten. Bevor wir uns das im System verbaute Thermaltake Smart DPS G 750W Gold einmal näher anschauen, möchten wir kurz auf den technischen Hintergrund eingehen.

PS SPG 0750DPCG 02s 
Thermaltake Smart DPS G 750W Gold

Auch wenn in Computern eigentlich alles "digital" ist, so bilden Netzteile klassischerweise eine Ausnahme, denn hier kommt in der Regel meist noch "analoge" Regelungstechnik zum Einsatz. Im Kern hat die Steuerungselektronik in einem Netzteil nur eine einfache Aufgabe: Die Netzspannung zuverlässig auf die entsprechenden Niederspannungen zu wandeln. Wobei "einfach" allein vielleicht nicht die richtige Beschreibung ist, denn es ist meist eine hohe Regelgeschwindigkeit und -präzision gefragt, was eine optimale Abstimmung aller beteiligten Komponenten erfordert.

In der Praxis sieht das dann so aus, dass die Elektronik bzw. speziell darauf spezialisierte Schaltkreise stets die tatsächlich anliegende Ausgangsspannung gegen den Sollwert prüfen und bei Abweichungen entsprechend zum Beispiel die Schalt-Mosfets anders ansteuern, um die Abweichung auszuregeln. Für diese Aufgabe benötigt man keine Digitaltechnik, es ist vielmehr so, dass analoge Regelungen hier sehr schnell und genau arbeiten können. Von den wenigen Steuerpins zum Einschalten bzw. dem "power good"-Signal einmal abgesehen, ist dafür im Prinzip auch keinerlei Kommunikation zwischen Netzteil und Rechner erforderlich.

Als weitere Variante gibt es mittlerweile Netzteile, die auch die Regelung selbst digital durchführen. Corsairs AXi-Modelle, welche von Flextronics gefertigt werden, sind ein Beispiel hierfür, aber diese Technik ist schlichtweg aufwendiger und teurer, was sich in Stückzahlen und Marktdurchdringung niederschlägt. Bei diesen Netzteilen wird das analoge Ausgangssignal (=Ausgangsspannung) mit AD-Wandlern digitalisiert und ein Mikroprozessor vergleicht die nun digitale Information mit seinen internen Soll-Werten, um dann letztendlich dementsprechend per nachgeschaltetem DA-Wandler die Leistungselektronik anzusteuern. Technisch ist das eine elegante Lösung, denn im Mikroprozessor stehen sowohl alle Messwerte des Netzteils als auch die Vorgabewerte digital bereit, d.h. es wird nur noch eine Datenschnittstelle "nach draußen" benötigt, um ein "digitales Interface" mit hoher Flexibilität zu schaffen. Entscheidender Nachteil ist hier der technische Aufwand, um eine zu den besten "Analog-Netzteilen" vergleichbare Funktionsqualität zu schaffen.

dps g chip 
Basis des Smart DPS G ist ein 32bit-Mikoprozessor

Die meisten Netzteile mit digitaler Schnittstelle gehen allerdings einen anderen Weg, der fast alle Vorzüge rein digitaler Netzteile mit der Zuverlässigkeit und den Kostenvorteil von analogen Netzteilen verbindet. Hierfür wird ein klassisches Netzteil mit analoger Regelungstechnik genommen, welchem quasi huckepack eine Mikroprozessor-Umgebung aufgesetzt wird. Diese kann sich von allen relevanten Stellen im Netzteil die benötigten Informationen sammeln, per AD-Wandlern auf die digitale Ebene konvertieren und über eine USB-Verbindung dann dem User zur Verfügung stellen. Der Mikroprozessor greift hier in der Regel nicht in den Prozess der Spannungswandlung ein, kann aber über entsprechend angebundene "sekundäre" Systeme auch die Funktion beeinflussen. So kann meist die Lüftersteuerung des Netzteillüfters geregelt werden. Das Thermaltake Smart DPS G 750W Gold nutzt genau diesen "semi-digitalen" Ansatz, um ein umfassendes Hardware-Monitoring mit stabiler Funktion und bei vergleichsweise günstigem Preis zu realisieren. Thermaltake setzt hier übrigens mit Channel Well Technology (CWT) auf den Auftragsfertiger, der auch bei vielen aktuellen Modellen anderer Hersteller im Hintergrund steht.