Wat is het beste materiaal voor een pc-voeding?

Invoering

Wist u dat moderne voedingen overschakelen op GaN-materiaal als halfgeleider? Galliumnitridekristallen geleiden elektronen tot wel 1000 keer efficiënter dan silicium. Dit stelt fabrikanten van pc-voedingen in staat om compacte voedingen te produceren. Dit is te danken aan de hoge doorslagspanning van 3,3 MV/cm in vergelijking met 0,3 MV/cm van silicium.

GaN is slechts één van de vele materialen die in pc-voedingen worden gebruikt. Naast de behuizing, bedrading, condensatoren, transformatoren, spoelen, koelplaten en ventilatoren, vormen ook andere componenten samen een complete voeding. Deze gids is bedoeld om lezers te helpen bij het kiezen van het juiste materiaal voor een pc-voeding voordat ze tot aankoop overgaan. Het is een waardevolle gids voor zowel consumenten als zakelijke klanten.

Behuizingsmateriaal​

Als koper is het meest zichtbare materiaal de buitenkant. Dit is meestal een rechthoekige of vierkante doos gemaakt van plaatmetaal. Het metaal wordt in de vorm van een voedingseenheidbehuizing gebogen. Hieronder vindt u meer informatie over de materialen waaruit behuizingen bestaan:

Behuizingsmateriaal

Er zijn twee belangrijke spelers als het gaat om de keuze van plaatmetaal: aluminium en staal.

• Staal: Hoogwaardig staal met een hoog chroomgehalte is de standaardkeuze voor fabrikanten van premiumproducten. Het werkt als een kooi van Faraday en voorkomt dat hoogfrequente ruis andere componenten zoals de geluidskaart en het moederbord verstoort. Het heeft een lagere geleidbaarheid, wat minder belangrijk is voor voedingen met een rendement van 90% of hoger die minder warmte produceren.
• Aluminium: Voor een goede warmtegeleiding en een lichtgewicht constructie is aluminium de beste keuze. Het kan de interne temperatuur met 10 °C verlagen. Dit is ideaal als de voeding ventilatorloos of stil is.

Coatings en oppervlakteafwerking

Zinkplating en zwart poedercoating zijn twee coatings die de metalen behuizing beschermen tegen beschadiging. Deze zijn vooral belangrijk in omgevingen met een hoge luchtvochtigheid. Als er een roestdeeltje in de voedingseenheid terechtkomt, kan dit kortsluiting veroorzaken en de voedingseenheid beschadigen.

Structurele vorm

Om ervoor te zorgen dat de voeding zijn vorm behoudt en te voorkomen dat de interne printplaat (PCB) vervormt en beschadigd raakt, is de keuze van de plaatdikte cruciaal. Voor hoogwaardige toepassingen is SECC-staal (elektrolytisch verzinkt koudgewalst staal van commerciële kwaliteit) met een dikte van 1 mm of meer ideaal.

Interne bedrading en kabels

De componenten in de voedingseenheid zijn met elkaar verbonden via de printplaat, bedrading of kabels. Het is belangrijk dat ze de stroom efficiënt geleiden om energieverspilling te minimaliseren en een hogere efficiëntie van de stroomvoorziening te garanderen.

Kerngeleidermateriaal

Er worden drie belangrijke materialen gebruikt voor geleiding in voedingen:

• Zuiver koper: Dit is het meest efficiënte materiaal en de voorkeurskeuze voor de meeste fabrikanten van pc-voedingen. Het heeft een superieure geleidbaarheid en een lage weerstand.
• Aluminiumgecoat koper: Om kosten te besparen, zullen goedkopere voedingen aluminiumgecoate koperen geleiders bevatten.
• Koolstofversterkte legeringen: Door koper met koolstof te verrijken, neemt de treksterkte met 15% toe. Dit is ideaal voor toepassingen waarbij de kabel herhaaldelijk wordt gebogen.

Isolatie of huls

Het kiezen van het juiste isolatiemateriaal is cruciaal voor de veiligheid. De kern is bedekt met polyvinylchloride (PVC) of siliconen. Deze materialen zijn doorgaans bestand tegen temperaturen tot 105 °C. Ze zijn essentieel voor taken met een hoog stroomverbruik, zoals overklokken. Bovendien kan deze isolatie bedekt zijn met een laag nylon, in een gevlochten of platte uitvoering, om te voorkomen dat de draden in de knoop raken.

Terminals

De punten waar de kabels met elkaar in contact komen, worden terminals genoemd. Vergulde terminals zijn standaard in hoogwaardige voedingen. Deze punten zijn gevoelig voor oxidatie en corrosie. Daarom is het gebruik van een chemisch inert metaal zoals goud essentieel.

Condensatoren en hun materialen

Condensatoren spelen een cruciale rol bij energieopslag. In voedingen verminderen ze wisselstroomrimpel, onderdrukken ze elektrische ruis en vangen ze plotselinge spanningspieken op. Het gebruik van hoogwaardige condensatoren met de juiste materialen en constructie leidt tot betere prestaties.

Primaire energieopslag

Qua afmetingen zijn deze condensatoren de grootste en slaan ze de meeste energie op. Ze worden gemaakt met de volgende materialen:

• Aluminiumelektrolytische condensatoren: Deze worden vervaardigd met behulp van aluminiumfolie en een vloeibare of gel-elektrolyt. Ze egaliseren de spanningsschommelingen.
• Japanse polymeren: In hoogwaardige pc-voedingen kunnen deze polymeer-elektrolyten temperaturen tot 105 °C aan met een gemiddelde tijd tussen storingen (MTBF) van meer dan 100.000 uur. Fabrikanten van pc-voedingen vermelden expliciet Japanse condensatoren in de specificaties, omdat deze minder snel uitdrogen of lekken.

Secundaire filtering en stabiliteit

Voor verdere fijnafstelling komen de secundaire condensatoren in beeld. Dit kunnen keramische condensatoren zijn voor hoogfrequentfiltering of tantaalcondensatoren voor compacte efficiëntie. Keramische condensatoren zijn ideaal voor een standaard voeding, omdat de kans op explosies of brand kleiner is.

Gespecialiseerde en nichematerialen

Hoewel consumenten doorgaans geen diepgaande kennis op dit gebied nodig hebben, is het belangrijk om niobiumcondensatoren te noemen om een ​​volledig beeld van condensatoren te schetsen. Deze bieden namelijk 20% betere trillingsbestendigheid dan standaardcondensatoren.

Fysica van prestaties en meetmethoden

Capaciteit is gelijk aan lading gedeeld door spanning. Het geeft aan hoeveel lading een condensator kan vasthouden. Een hoogwaardige condensator heeft een hold-up time van >21 ms en een rimpelonderdrukking van 90%.

Transformatoren en spoelen

Om de spanning tot de gewenste waarden te verlagen, spelen transformatoren een cruciale rol. Een inefficiënte transformator betekent meer lawaai, trillingen en warmteontwikkeling. Het gevolg is een lager rendement en een lawaaierige pc. Hieronder volgen de materiaaleigenschappen waarmee rekening moet worden gehouden bij transformatoren en spoelen:

Magnetisch kernmateriaal

Dit is het hart van de transformator. Er worden twee belangrijke materialen gebruikt voor de kern van de transformator:

• Ferrietkern: Moderne pc-voedingfabrikanten gebruiken ferriet voor kleine en lichtgewicht transformatoren. Dit maakt schakelen op hoge frequentie mogelijk.
• Nanokristallijne legeringen: Voor voedingen met een hoge energiedichtheid en een verbeterde magnetische efficiëntie gebruiken fabrikanten van voedingen nanokristallijne legeringen.

Wikkeling en geleidbaarheid

De draad die om de kern is gewikkeld, voert de stroom af.

• Koper: Het is de meest populaire geleider omdat het een minimale weerstand en een hoge elasticiteit biedt, waardoor het gemakkelijk te wikkelen is. Het kan de hoogspanningswisselstroom uit het stopcontact eenvoudig omzetten naar de specifieke gelijkstroomspanningen die uw pc nodig heeft (3,3V, 5V, 12V).
• Meerlaags en grafeen: voor voedingen met een hoog wattage verminderen meerlaagse wikkelingen (1200+) storingen door oververhitting. Sommige geavanceerde inductoren kunnen grafeen bevatten om de geleidbaarheid met 10% te verhogen.

Inductortypen​

Een ander onderdeel dat de energie zuivert voordat deze de kerncomponenten van de pc bereikt, is de spoel. Dit zijn meestal toroïdale spoelen die gemaakt zijn van ijzerpoeder of ferriet. Ruisonderdrukking en het filteren van elektromagnetische interferentie (EMI) zijn hun belangrijkste eigenschappen.

Koelplaten en ventilatoren

Een van de belangrijkste, voor de koper zichtbare, kenmerken van pc-voedingen is de ventilator. Het is belangrijk dat de ventilator van goede kwaliteit is, niet alleen qua uiterlijk, maar ook een hoge statische druk levert. Bovendien moeten de koelribben groot genoeg zijn om de warmte efficiënt af te voeren. Laten we de componenten analyseren die een cruciale rol spelen bij het afvoeren van de warmte uit de voeding.

Thermische interface en overdracht

Thermische pads zijn bedoeld om een ​​geleidende verbinding te creëren tussen het verwarmingselement en het warmteafvoerende element. Ze zijn meestal gemaakt van siliconen of grafiet. Hoogwaardige pads hebben een thermische geleidbaarheid tot wel 8 W/mK.

Warmteafvoerende structuren

• Aluminium koelvinnen: Dit zijn metalen structuren met vinnen die in contact komen met de thermische pad om warmte van de componenten af ​​te voeren. Aluminium is vanwege het lichte gewicht de voorkeursoptie voor de meeste fabrikanten van voedingen.
• Warmtebuizen: Dit zijn koperen of aluminium buizen gevuld met een vloeistof die passief beweegt om warmte van de bron af te voeren naar de warmteafvoer. Het werkt als een dampkamer, waardoor de warmteoverdracht efficiënter verloopt.

Actieve koeling (de ventilator)

• Ventilatorblad: PBT heeft doorgaans de voorkeur boven goedkope kunststoffen. Het is stijf en bestand tegen vervorming door hitte.
• Lagertype: Het gebruik van vloeistofdynamische lagers (FDB) is het meest geschikt voor voedingen. De vloeistoflaag houdt de wrijving laag en garandeert een levensduur van meer dan 100.000 uur, terwijl het geluid wordt gereduceerd.
• Zero RPM-modus: Bij hoogwaardige componenten kan het voorkomen dat de pc, wanneer deze weinig belast wordt of inactief is, automatisch uitschakelt. Dit bespaart energie en vermindert het geluidsniveau voor de gebruiker.

Conclusie

Voedingen zijn de meest cruciale componenten voor de stabiliteit van uw pc. Een defecte voeding kan de prestaties van een pc ernstig belemmeren of, in het ergste geval, componenten beschadigen. Een hoogwaardige voeding voldoet aan alle eisen op het gebied van kwaliteitsmaterialen. Zo is er gebruikgemaakt van een afschermend materiaal aan de bovenkant, de beste bedrading voor optimale geleiding, hoogwaardige condensatoren voor spanningsstabilisatie, ideale transformatoren voor conversie en ideale koelplaten voor warmteafvoer. Al deze elementen samen zorgen voor een zeer efficiënte voeding die voldoet aan de 80 Plus- en Cybenetics A++-certificeringen.

Als je op zoek bent naar een hoogwaardige voeding of budgetvriendelijke opties die gebruikmaken van materialen van de beste kwaliteit, overweeg dan ESGAMING. ESGAMING is opgericht in 2017 en is snel uitgegroeid tot een erkend, opkomend merk in hoogwaardige computercomponenten en -accessoires. Van pc-behuizingen en voedingen tot koelsystemen, ESGAMING streeft ernaar creatieve, betrouwbare en goed ontworpen e-sportoplossingen te leveren voor gamers, contentmakers en pc-bouwers over de hele wereld.

Ga voor meer informatie naar www.esgamingpc.com.