Hvad er det bedste materiale til en PC-strømforsyning?

Indledning

Vidste du, at moderne strømforsyninger skifter til GaN-materiale som halvleder? Galliumnitridkrystaller leder elektroner op til 1000 gange mere effektivt end silicium. Det gør det muligt for pc-strømforsyningsproducenter at producere kompakte strømforsyninger. Det skyldes dets høje gennemslagsfelt på 3,3 MV/cm sammenlignet med siliciums 0,3 MV/cm.

GaN er blot et af mange materialer, som PC-strømforsyninger bruger. Der findes kabinetmaterialer, ledninger, kondensatorer, transformere, induktorer, køleplader og ventilatorer, der tilsammen udgør en enkelt strømforsyning. Denne guide har til formål at hjælpe læserne med at finde det rigtige materiale i en PC-strømforsyning, før de foretager et køb. Det er en værdifuld guide til strømforsyningsforbrugere og B2B.

Husmateriale​

Som køber er det ydre kabinet det mest synlige materiale. Det er normalt en rektangulær eller firkantet kasse lavet af metalplade. Metallet er bøjet i form af et strømforsyningskabinet. Her er et dybdegående indblik i kabinetmaterialerne:

Husmateriale

Der er to store aktører, når det kommer til valg af metalplader: aluminium og stål.

• Stål: Valg af stål med højt kromindhold er det foretrukne valg for premiumproducenter. Det fungerer som et Faradays bur og forhindrer højfrekvent støj i at forstyrre andre komponenter som lydkortet og bundkortet. Det har lavere ledningsevne, hvilket er mindre signifikant for strømforsyninger med en effektivitet på over 90 %, der producerer mindre varme.
• Aluminium: For termisk ledningsevne og letvægtskonstruktion er aluminium det foretrukne valg. Det kan reducere den interne temperatur med 10°C. Disse er gode, hvis strømforsyningen er blæserløs eller lydløs.

Belægninger og overfladebehandling

Zinkbelægning og sortkrudt er to belægninger, der beskytter kabinettets metal mod skader. Disse er især vigtige i områder med høj luftfugtighed. Hvis en rustpartikel falder ind i strømforsyningen, kan det forårsage en kortslutning og beskadige strømforsyningen.

Strukturel form

For at strømforsyningen bevarer sin form og forhindre, at det interne printkort (PCB) vrides og beskadiges, er valget af pladetykkelse afgørende. Brug af SECC-stål (elektrogalvaniseret koldvalset stål af kommerciel kvalitet), der er 1 mm+ tykt, er ideelt til premium-byggerier.

Interne ledninger og kabler

Komponenterne i strømforsyningen er forbundet med hinanden enten via printpladen, ledninger eller kabler. Det er vigtigt, at de leder strøm effektivt for at minimere energispild og sikre en højere effektivitet i strømforsyningen.

Kerneledermateriale

Der er tre hovedmaterialer, der bruges til ledning i strømforsyninger:

• Ren kobber: Det er det mest effektive og det foretrukne valg for de fleste producenter af pc-strømforsyninger. De har overlegen ledningsevne og lav modstand.
• Aluminiumsbeklædt kobber: For at spare penge vil strømforsyninger i den lavere ende have aluminiumsbeklædte kobberledere.
• Kulstofinfunderede legeringer: Infusion af kobber med kulstof øger dets trækstyrke med 15%. Det er ideelt til steder, hvor kablet bøjes gentagne gange.

Isolering eller ærme

Det er vigtigt at vælge det rigtige isoleringsmateriale for sikkerheden. Kernen er dækket af polyvinylklorid eller silikone. Typisk kan disse materialer modstå 105 °C. De er afgørende for opgaver med højt strømforbrug, såsom overclocking. Desuden kan disse isoleringer være dækket af et lag nylon i en flettet eller flad stil for at forhindre sammenfiltring.

Terminaler

De punkter, hvor kablerne kommer i kontakt, kaldes terminaler. Forgyldte terminaler er standard i high-end strømforsyninger. Disse punkter er sårbare over for oxidation og korrosion. Derfor er det vigtigt at bruge et kemisk inert metal som guld.

Kondensatorer og deres materialer

Til energilagring spiller kondensatorer en nøglerolle. I strømforsyninger reducerer de AC-ripple, undertrykker elektrisk støj og håndterer pludselige belastningsstigninger. Brug af kondensatorer af højere kvalitet med ideelt materiale og konstruktion fører til bedre ydeevne.

Primær energilagring

Størrelsesmæssigt er disse kondensatorer de største og lagrer mest energi. De er lavet af følgende materialer:

• Aluminiumelektrolytisk: Disse er fremstillet af aluminiumsfolie og flydende eller gelelektrolyt. Det udjævner spændingsrippler.
• Japansk polymer: I premium PC-strømforsyninger kan disse polymerelektrolytter klare temperaturer op til 105 °C med en typisk MTBF på over 100.000 timer. Producenter af PC-strømforsyninger nævner eksplicit japanske kondensatorer i specifikationsarket, da de er mindre tilbøjelige til at tørre ud eller lække.

Sekundær filtrering og stabilitet

For yderligere finjustering kommer sekundærkondensatorerne i spil. Disse kan være keramiske kondensatorer til højfrekvent filtrering eller tantal for kompakt effektivitet. Keramiske kondensatorer er ideelle til en almindelig strømforsyning, da de har en lavere sandsynlighed for eksplosioner eller brand.

Specialiserede og nichematerialer

Selvom forbrugere typisk ikke kræver viden på forskningsniveau, er det vigtigt at nævne niobiumbaserede kondensatorer for at sikre fuldstændig viden om kondensatorer. Disse tilbyder 20 % bedre vibrationsmodstand sammenlignet med standardmuligheder.

Ydelsesfysik og metrikker

Kapacitans er lig med ladning divideret med spænding. Det viser, hvor meget ladning en kondensator kan holde. En kondensator af høj kvalitet vil have en holdetid på >21 ms og en rippleundertrykkelse på 90 %.

Transformatorer og induktorer

For at reducere spændingsniveauerne til de ønskede værdier spiller transformere en afgørende rolle. En ineffektiv transformer betyder højere støj, vibrationer og varmeproduktion. Effekten er generelt lavere effektivitet og en støjende PC. Her er de materialeaspekter, der skal overvejes i transformere og induktorer:

Magnetisk kernemateriale

Disse er transformerens hjerte. Der er to hovedmaterialer, der bruges som transformerens kerne:

• Ferritkerne: Moderne PC-strømforsyningsproducenter bruger ferrit til små og lette transformere. Det muliggør højfrekvent kobling.
• Nanokrystallinske legeringer: For at opnå strømforsyninger med høj densitet og forbedret magnetisk effektivitet vil en strømforsyningsproducent bruge nanokrystallinske legeringer.

Vikling og ledningsevne

Ledningen, der vikler sig rundt om kernen, håndterer strømmen.

• Kobber: Det er den mest populære leder, da den tilbyder minimal modstand og højere elasticitet, hvilket gør det nemmere at vikle. Den kan nemt konvertere højspændings-vekselstrøm fra væggen til de specifikke jævnstrømsskinner, som din pc har brug for (3,3 V, 5 V, 12 V).
• Flerlags- og grafinvikling: For strømforsyninger med høj effekt reducerer mere end 1200 flerlagsviklinger varmerelaterede fejl. Nogle avancerede induktorer kan inkorporere grafendoping for at øge ledningsevnen med 10 %.

Induktortyper​

En anden komponent, der renser energien, før den når de centrale pc-komponenter, er induktoren. De er for det meste toroidale induktorer, der er lavet af pulveriseret jern eller ferrit. Støjreduktion og filtrering af EMI er deres vigtigste funktioner.

Køleplader og ventilatorer

En af hovedfunktionerne ved PC-strømforsyninger, som også er synlig for køberen, er ventilatoren. Det er vigtigt, at ventilatoren har en god byggekvalitet, ikke kun æstetisk, men også yder et højt statisk tryk. Desuden skal kølepladerne også være store nok til at overføre varme effektivt. Lad os analysere de komponenter, der spiller en nøglerolle i at fjerne varmen fra strømforsyningen.

Termisk grænseflade og overførsel

Termiske puder er beregnet til at danne en ledende binding mellem varmekomponenten og den varmeafledende komponent. Deres materiale er normalt silikone eller grafit. Puder af høj kvalitet har en varmeledningsevne på op til 8 W/mK.

Varmeafledningsstrukturer

• Aluminiumsfinner: Disse er metalfinnede strukturer, der kommer i kontakt med den termiske pude for at fjerne varme fra komponenterne. Aluminium er det foretrukne valg for de fleste strømforsyningsproducenter på grund af dets lette vægt.
• Varmeledninger: Disse er kobber- eller aluminiumsrør fyldt med en væske, der bevæger sig passivt for at fjerne varme fra kilden og føre den til kølepladen. De fungerer som et dampkammer, hvilket forbedrer varmeoverførselseffektiviteten.

Aktiv køling (ventilatoren)

• Ventilatorblad: Typisk foretrækkes PBT i forhold til billig plast. De er stive og modstandsdygtige over for vridning under varme.
• Lejetype: Brug af væskedynamiske lejer (FDB) er det bedste valg til strømforsyninger. Væskelaget holder friktionen lav og sikrer en levetid på over 100.000 timer, hvilket reducerer støj.
• Nul omdrejningstal-tilstand: Med komponenter af høj kvalitet kan der være tilfælde, hvor pc'en er i drift med lav belastning eller i tomgang. Strømforsyningens blæser slukker for at spare energi og reducere støj for brugeren.

Konklusion

Strømforsyninger er den mest kritiske komponent for din pc's stabilitet. En dårlig strømforsyning kan ødelægge en pc's ydeevne eller i værste fald beskadige komponenter. En high-end strømforsyning opfylder alle kravene til kvalitetsmateriale. Den bruger topdækselmateriale til afskærmning, den bedste ledningsføring til ledningsevne, førsteklasses kondensatorer til spændingsudjævning, ideelle transformere til konvertering og ideelle køleplader til varmeoverførsel. Samlet set resulterer de i en højeffektiv strømforsyning, der opfylder 80 Plus- og Cybenetics A++-certificeringerne.

Hvis du leder efter en førsteklasses strømforsyning eller budgetvenlige løsninger, der er lavet af materialer af bedste kvalitet, så overvej ESGAMING. ESGAMING blev grundlagt i 2017 og er hurtigt blevet et anerkendt, fremadstormende brand inden for højtydende computerkomponenter og tilbehør. Fra PC-kabinetter og strømforsyninger til kølesystemer er ESGAMING dedikeret til at levere kreative, pålidelige og veludviklede e-sportsløsninger til gamere, skabere og PC-byggere over hele verden.

For mere information, besøg www.esgamingpc.com