Jaki jest najlepszy materiał na zasilacz komputerowy?

Wstęp

Czy wiesz, że nowoczesne zasilacze przechodzą na materiał GaN jako półprzewodnik? Kryształy azotku galu przewodzą elektrony nawet 1000 razy wydajniej niż krzem. Umożliwia to producentom zasilaczy komputerowych produkcję kompaktowych zasilaczy. Wynika to z wysokiego pola przebicia wynoszącego 3,3 MV/cm w porównaniu z 0,3 MV/cm w przypadku krzemu.

GaN to tylko jeden z wielu materiałów stosowanych w zasilaczach komputerowych. Materiały obudowy, okablowanie, kondensatory, transformatory, cewki indukcyjne, radiatory i wentylatory składają się na jeden zasilacz. Niniejszy poradnik ma pomóc czytelnikom w znalezieniu odpowiedniego materiału do zasilacza komputerowego przed zakupem. To cenny przewodnik dla konsumentów zasilaczy i firm z sektora B2B.

Materiał obudowy

Dla kupującego najbardziej rzucającym się w oczy materiałem będzie obudowa zewnętrzna. Zazwyczaj jest to prostokątna lub kwadratowa obudowa wykonana z blachy. Metal jest wygięty w kształt obudowy zasilacza. Oto szczegółowe informacje na temat materiałów obudowy:

Materiał obudowy

Jeśli chodzi o wybór blachy, są dwie główne grupy: aluminium i stal.

• Stal: Wybór stali o wysokiej zawartości chromu to najlepszy wybór dla producentów sprzętu premium. Działa ona jak klatka Faradaya i zapobiega zakłócaniu pracy innych komponentów, takich jak karta dźwiękowa i płyta główna, przez szumy o wysokiej częstotliwości. Ma niższą przewodność, co ma mniejsze znaczenie w przypadku zasilaczy o sprawności powyżej 90%, które generują mniej ciepła.
• Aluminium: Ze względu na przewodnictwo cieplne i lekką konstrukcję, aluminium jest najlepszym wyborem. Może obniżyć temperaturę wewnętrzną o 10°C. To doskonałe rozwiązanie, jeśli zasilacz jest bezwentylatorowy lub cichy.

Powłoki i wykończenie powierzchni

Cynkowanie i malowanie proszkowe na czarno to dwie powłoki chroniące metal obudowy przed uszkodzeniem. Są one szczególnie ważne w obszarach o wysokiej wilgotności. Jeśli cząstka rdzy dostanie się do zasilacza, może spowodować zwarcie i uszkodzenie zasilacza.

Forma strukturalna

Aby zachować kształt zasilacza i zapobiec skręcaniu się i uszkodzeniu wewnętrznej płytki drukowanej (PCB), kluczowy jest dobór grubości blachy. Zastosowanie blachy SECC (stal walcowana na zimno, ocynkowana elektrolitycznie, o jakości komercyjnej) o grubości 1 mm lub więcej idealnie sprawdza się w przypadku konstrukcji premium.

Okablowanie wewnętrzne i kable

Elementy wewnątrz zasilacza łączą się ze sobą za pomocą płytki PCB, okablowania lub kabli. Ważne jest, aby efektywnie przewodziły prąd, minimalizując straty energii i zapewniając wyższą wydajność zasilania.

Materiał przewodnika rdzeniowego

Do przewodzenia prądu w zasilaczach stosuje się trzy główne materiały:

• Czysta miedź: To najwydajniejszy i najczęściej wybierany materiał przez większość producentów zasilaczy komputerowych. Charakteryzuje się doskonałą przewodnością i niską rezystancją.
• Miedź w osłonie aluminiowej: Aby zaoszczędzić na kosztach, tańsze zasilacze będą wyposażone w przewodniki z miedzi w osłonie aluminiowej.
• Stopy z dodatkiem węgla: Dodatek węgla do miedzi zwiększa jej wytrzymałość na rozciąganie o 15%. Idealnie sprawdza się w miejscach, w których kabel jest wielokrotnie zginany.

Izolacja lub rękaw

Wybór odpowiedniego materiału izolacyjnego jest kluczowy dla bezpieczeństwa. Rdzeń jest pokryty polichlorkiem winylu lub silikonem. Zazwyczaj materiały te wytrzymują temperaturę 105°C. Są one niezbędne do zadań wymagających dużego poboru mocy, takich jak podkręcanie. Co więcej, izolacje te mogą być pokryte warstwą nylonu w formie plecionki lub płaskiej, aby zapobiec splątaniu.

Terminale

Punkty styku kabli nazywane są zaciskami. Pozłacane zaciski są standardem w zasilaczach wysokiej klasy. Punkty te są podatne na utlenianie i korozję. Dlatego kluczowe jest zastosowanie chemicznie obojętnego metalu, takiego jak złoto.

Kondensatory i ich materiały

Kondensatory odgrywają kluczową rolę w magazynowaniu energii. W zasilaczach redukują tętnienia prądu przemiennego, tłumią szumy elektryczne i zapobiegają nagłym skokom obciążenia. Stosowanie kondensatorów wyższej jakości, o optymalnych materiałach i konstrukcji, prowadzi do lepszej wydajności.

Magazynowanie energii pierwotnej

Pod względem rozmiaru, te kondensatory są największe i magazynują najwięcej energii. Wykonane są z następujących materiałów:

• Elektrolityczne aluminiowe: Są produkowane z folii aluminiowej i ciekłego lub żelowego elektrolitu. Wygładzają one wahania napięcia.
• Japońskie polimery: W wysokiej jakości zasilaczach komputerowych te polimerowe elektrolity wytrzymują temperatury do 105°C, a typowy MTBF wynosi ponad 100 000 godzin. Producenci zasilaczy komputerowych wyraźnie wymieniają japońskie kondensatory w specyfikacjach, ponieważ są one mniej podatne na wysychanie lub wycieki.

Filtrowanie wtórne i stabilność

Do dalszego dostrojenia, w grę wchodzą kondensatory wtórne. Mogą to być kondensatory ceramiczne do filtracji wysokich częstotliwości lub tantalowe dla uzyskania kompaktowej wydajności. Kondensatory ceramiczne idealnie nadają się do standardowych zasilaczy, ponieważ charakteryzują się mniejszym prawdopodobieństwem wybuchu lub zapalenia.

Materiały specjalistyczne i niszowe

Chociaż konsumenci zazwyczaj nie wymagają wiedzy na poziomie badawczym, warto wspomnieć o kondensatorach niobowych, aby zapewnić sobie pełną wiedzę na temat kondensatorów. Oferują one o 20% lepszą odporność na wibracje w porównaniu ze standardowymi opcjami.

Fizyka wydajności i metryk

Pojemność jest równa ilorazowi ładunku i napięcia. Pokazuje, ile ładunku może pomieścić kondensator. Wysokiej jakości kondensator będzie miał czas podtrzymania >21 ms i tłumienie tętnień na poziomie 90%.

Transformatory i induktory

Transformatory odgrywają kluczową rolę w obniżaniu poziomu napięcia do pożądanych wartości. Nieefektywny transformator oznacza wyższy poziom hałasu, wibracji i wytwarzania ciepła. Skutkuje to ogólnie niższą sprawnością i hałaśliwym komputerem. Oto aspekty materiałowe, które należy wziąć pod uwagę w przypadku transformatorów i cewek indukcyjnych:

Materiał rdzenia magnetycznego

To serce transformatora. Rdzeń transformatora wykonany jest z dwóch głównych materiałów:

• Rdzeń ferrytowy: W przypadku małych i lekkich transformatorów, producenci nowoczesnych zasilaczy komputerowych stosują ferryt. Umożliwia on przełączanie z wysoką częstotliwością.
• Stopy nanokrystaliczne: W przypadku zasilaczy o dużej gęstości i zwiększonej wydajności magnetycznej producenci zasilaczy stosują stopy nanokrystaliczne.

Uzwojenie i przewodnictwo

Przewód owinięty wokół rdzenia przewodzi prąd.

• Miedź: Jest to najpopularniejszy przewodnik, ponieważ oferuje minimalną rezystancję i większą elastyczność, co ułatwia nawijanie. Umożliwia wygodne przekształcanie wysokiego napięcia prądu przemiennego z gniazdka ściennego na szyny prądu stałego wymagane przez komputer (3,3 V, 5 V, 12 V).
• Wielowarstwowe i grafinowe: w przypadku zasilaczy dużej mocy, ponad 1200 uzwojeń wielowarstwowych zmniejsza ryzyko awarii związanych z przegrzaniem. Niektóre zaawansowane cewki indukcyjne mogą zawierać domieszkę grafenu, która zwiększa przewodność o 10%.

Typy cewek indukcyjnych

Kolejnym elementem, który oczyszcza energię przed dotarciem do rdzeni komputera, jest cewka indukcyjna. Są to zazwyczaj cewki toroidalne wykonane ze sproszkowanego żelaza lub ferrytu. Ich kluczowymi cechami są redukcja szumów i filtrowanie zakłóceń elektromagnetycznych (EMI).

Radiatory i wentylatory

Jedną z głównych cech zasilaczy komputerowych, na którą zwraca uwagę kupujący, jest wentylator. Ważne jest, aby wentylator charakteryzował się dobrą jakością wykonania, nie tylko pod względem estetycznym, ale również zapewniał wysokie ciśnienie statyczne. Co więcej, radiatory powinny być wystarczająco duże, aby skutecznie odprowadzać ciepło. Przyjrzyjmy się komponentom odgrywającym kluczową rolę w odprowadzaniu ciepła z zasilacza.

Interfejs termiczny i transfer

Podkładki termiczne mają na celu utworzenie połączenia przewodzącego między elementem grzejnym a elementem odprowadzającym ciepło. Ich materiałem jest zazwyczaj silikon lub grafit. Wysokiej jakości podkładki charakteryzują się współczynnikiem przewodzenia ciepła do 8 W/mK.

Konstrukcje rozpraszające ciepło

• Żebra aluminiowe: Są to metalowe konstrukcje z żebrami, które stykają się z podkładką termiczną, aby odprowadzać ciepło z podzespołów. Aluminium jest najczęściej wybieranym materiałem przez większość producentów zasilaczy ze względu na swoją lekkość.
• Rury cieplne: Są to miedziane lub aluminiowe rurki wypełnione cieczą, która porusza się pasywnie, odbierając ciepło ze źródła i przekazując je do radiatora. Działają jak komora parowa, zwiększając efektywność wymiany ciepła.

Aktywne chłodzenie (wentylator)

• Łopatka wentylatora: Zazwyczaj PBT jest preferowany w porównaniu z tanimi tworzywami sztucznymi. Są sztywne i odporne na odkształcanie pod wpływem ciepła.
• Typ łożyska: Łożyska fluidalne (FDB) są najlepszym rozwiązaniem dla zasilaczy. Warstwa płynu zapewnia niskie tarcie i żywotność ponad 100 000 godzin, redukując hałas.
• Tryb Zero RPM: Dzięki wysokiej jakości komponentom, mogą wystąpić sytuacje, gdy komputer pracuje pod niskim obciążeniem lub w stanie spoczynku. Wentylator zasilacza wyłączy się, aby oszczędzać energię i zmniejszyć hałas generowany przez użytkownika.

Wniosek

Zasilacze to najważniejszy element zapewniający stabilność komputera. Wadliwy zasilacz może obniżyć wydajność komputera, a w najgorszym przypadku uszkodzić podzespoły. Wysokiej klasy zasilacz spełnia wszystkie wymagania dotyczące jakości materiałów. Wykorzystuje materiał górnej pokrywy do ekranowania, najlepsze okablowanie zapewniające przewodność, wysokiej jakości kondensatory do wygładzania napięcia, idealne transformatory do konwersji oraz idealne radiatory do odprowadzania ciepła. Łącznie, zasilacz charakteryzuje się wysoką sprawnością, spełniając certyfikaty 80 Plus i Cybenetics A++.

Jeśli szukasz zasilacza premium lub niedrogiego rozwiązania wykonanego z materiałów najwyższej jakości, rozważ ofertę ESGAMING. Założona w 2017 roku firma ESGAMING szybko stała się rozpoznawalną, rozwijającą się marką w segmencie wysokowydajnych podzespołów i akcesoriów komputerowych. Od obudów komputerowych i zasilaczy po systemy chłodzenia, ESGAMING koncentruje się na dostarczaniu kreatywnych, niezawodnych i starannie wykonanych rozwiązań e-sportowych dla graczy, twórców i konstruktorów komputerów na całym świecie.

Więcej informacji znajdziesz na stronie www.esgamingpc.com