Kateri je najboljši material za napajalnik za računalnik?

Uvod

Ali ste vedeli, da sodobni napajalniki prehajajo na GaN kot polprevodniški material? Kristali galijevega nitrida prevajajo elektrone do 1000-krat učinkoviteje kot silicij. Proizvajalcem napajalnikov za osebne računalnike omogoča izdelavo kompaktnih napajalnikov. To je posledica visokega prebojnega polja 3,3 MV/cm v primerjavi s silicijevimi 0,3 MV/cm.

GaN je le eden od mnogih materialov, ki se uporabljajo v napajalnikih za osebne računalnike. Napajalnik sestavljajo materiali ohišja, ožičenja, kondenzatorji, transformatorji, induktorji, hladilna telesa in ventilatorji. Ta priročnik je namenjen temu, da bralcem pomaga najti pravi material za napajalnik za osebne računalnike, preden ga kupijo. Je dragocen vodnik za potrošnike napajalnikov in podjetja med podjetji.

Material ohišja

Kot kupec bi bil najbolj viden material zunanje ohišje. Običajno gre za pravokotno ali kvadratno škatlo, izdelano iz pločevine. Kovina je upognjena v obliko ohišja napajalnika. Tukaj je podroben vpogled v materiale ohišja:

Material ohišja

Pri izbiri pločevine obstajata dva glavna igralca: aluminij in jeklo.

• Jeklo: Izbira jekla z visoko vsebnostjo kroma je prva izbira za vrhunske proizvajalce. Deluje kot Faradayeva kletka in preprečuje, da bi visokofrekvenčni šum motil druge komponente, kot sta zvočna kartica in matična plošča. Ima nižjo prevodnost, kar je manj pomembno za napajalnike z učinkovitostjo 90 % ali več, ki proizvajajo manj toplote.
• Aluminij: Zaradi toplotne prevodnosti in lahke konstrukcije je aluminij najboljša izbira. Lahko zniža notranjo temperaturo za 10 °C. To je odlično, če je napajalnik brez ventilatorja ali tih.

Premazi in površinska obdelava

Cinkanje in črni prah sta dva premaza, ki ščitita kovino ohišja pred poškodbami. To je še posebej pomembno na območjih z visoko vlažnostjo. Če delček rje pade v napajalnik, lahko povzroči kratek stik in ga poškoduje.

Strukturna oblika

Da napajalnik ohrani svojo obliko in prepreči zvijanje in poškodbe notranjega tiskanega vezja (PCB), je ključnega pomena izbira debeline pločevine. Uporaba SECC jekla (elektrocinkano hladno valjano jeklo komercialne kakovosti) debeline 1 mm ali več je idealna za vrhunske izdelave.

Notranje ožičenje in kabli

Komponente znotraj napajalnika so med seboj povezane bodisi prek tiskanega vezja, ožičenja ali kablov. Pomembno je, da učinkovito prevajajo energijo, da se zmanjša poraba energije in zagotovi večja učinkovitost napajanja.

Material jedrnega prevodnika

Za prevodnost v napajalnikih se uporabljajo trije glavni materiali:

• Čisti baker: Je najučinkovitejši in prva izbira večine proizvajalcev napajalnikov za osebne računalnike. Ima vrhunsko prevodnost in nizko upornost.
• Bakrene žice z aluminijasto prevleko: Za prihranek stroškov bodo napajalniki nižjega cenovnega razreda opremljeni z bakrenimi vodniki, prevlečenimi z aluminijem.
• Zlitine z dodatkom ogljika: Dodatek ogljika v baker poveča njegovo natezno trdnost za 15 %. Idealno je za mesta, kjer se kabel večkrat upogne.

Izolacija ali rokav

Izbira pravega izolacijskega materiala je ključnega pomena za varnost. Jedro je prevlečeno s polivinilkloridom ali silikonom. Ti materiali običajno prenesejo 105 °C. To je ključnega pomena za naloge, ki porabijo veliko energije, kot je overclocking. Poleg tega so te izolacije lahko prekrite s plastjo najlona v pletenem ali ploščatem slogu, da se prepreči zapletanje.

Terminali

Točke, kjer se kabli stikajo, se imenujejo priključki. Pozlačeni priključki so standardni pri vrhunskih napajalnikih. Te točke so občutljive na oksidacijo in korozijo. Zato je ključnega pomena uporaba kemično inertne kovine, kot je zlato.

Kondenzatorji in njihovi materiali

Pri shranjevanju energije imajo kondenzatorji ključno vlogo. V napajalnih enotah zmanjšujejo valovanje izmeničnega toka, dušijo električni šum in obvladujejo nenadne konice obremenitve. Uporaba kakovostnejših kondenzatorjev z idealnim materialom in konstrukcijo vodi do boljše zmogljivosti.

Shranjevanje primarne energije

Glede na velikost so ti kondenzatorji največji in shranijo največ energije. Izdelani so iz naslednjih materialov:

• Aluminijev elektrolit: Izdelani so iz aluminijeve folije in tekočega ali gelnega elektrolita. Zgladijo valovanje napetosti.
• Japonski polimer: V vrhunskih napajalnikih za računalnike lahko ti polimerni elektroliti prenesejo temperature do 105 °C s tipičnim MTBF več kot 100.000 ur. Proizvajalci napajalnikov za računalnike v specifikacijah izrecno omenjajo japonske kondenzatorje, saj so manj nagnjeni k izsušitvi ali puščanju.

Sekundarno filtriranje in stabilnost

Za nadaljnjo fino nastavitev pridejo v poštev sekundarni kondenzatorji. To so lahko keramični kondenzatorji za visokofrekvenčno filtracijo ali tantalovi za kompaktno učinkovitost. Keramični kondenzatorji so idealni za navadno napajalno enoto, saj je pri njih manjša verjetnost eksplozij ali požara.

Specializirani in nišni materiali

Čeprav potrošniki običajno ne potrebujejo znanstvenega znanja, je pomembno omeniti kondenzatorje na osnovi niobija, da bi zagotovili popolno poznavanje kondenzatorjev. Ti ponujajo 20 % boljšo odpornost proti vibracijam v primerjavi s standardnimi možnostmi.

Fizika delovanja in metrike

Kapacitivnost je enaka naboju, deljenemu z napetostjo. Pove, koliko naboja lahko kondenzator zadrži. Visokokakovosten kondenzator bo imel čas zadrževanja > 21 ms in 90-odstotno dušenje valovanja.

Transformatorji in induktorji

Za znižanje napetostnih nivojev na želene vrednosti imajo transformatorji ključno vlogo. Neučinkovit transformator pomeni večji hrup, vibracije in proizvodnjo toplote. Vpliv je na splošno nižja učinkovitost in hrupen računalnik. Pri transformatorjih in induktorjih je treba upoštevati naslednje materialne vidike:

Material magnetnega jedra

To je srce transformatorja. Za jedro transformatorja se uporabljata dva glavna materiala:

• Feritno jedro: Za majhne in lahke transformatorje sodobni proizvajalci napajalnikov za osebne računalnike uporabljajo ferit. Omogoča visokofrekvenčno preklapljanje.
• Nanokristalne zlitine: Za napajalnike z visoko gostoto in izboljšano magnetno učinkovitostjo bo proizvajalec napajalnikov uporabil nanokristalne zlitine.

Navijanje in prevodnost

Žica, ki se ovija okoli jedra, prenaša tok.

• Baker: Je najbolj priljubljen prevodnik, saj ponuja minimalno upornost in večjo elastičnost za lažje navijanje. Z njim lahko priročno pretvorite visokonapetostni izmenični tok iz stenske vtičnice v specifične enosmerne tirnice, ki jih potrebuje vaš računalnik (3,3 V, 5 V, 12 V).
• Večplastno in grafin: pri visokozmogljivih napajalnikih več kot 1200 večplastnih navitij zmanjšuje okvare, povezane s toploto. Nekatere napredne tuljave lahko vključujejo grafen, ki poveča prevodnost za 10 %.

Vrste induktorjev

Druga komponenta, ki čisti energijo, preden doseže osrednje komponente računalnika, je induktor. Večinoma so toroidne induktorje, izdelane iz železa v prahu ali ferita. Njihova ključna lastnost sta zmanjševanje šuma in filtriranje elektromagnetnih motenj.

Hladilniki in ventilatorji

Ena glavnih značilnosti napajalnikov za računalnike, ki jo opazi tudi kupec, je ventilator. Pomembno je, da je ventilator kakovostno izdelan, ne le estetsko, ampak tudi zagotavlja visok statični tlak. Poleg tega morajo biti hladilni odvodi dovolj veliki, da učinkovito prenašajo toploto. Analizirajmo komponente, ki igrajo ključno vlogo pri odvajanju toplote napajalnika.

Toplotni vmesnik in prenos

Termične blazinice so namenjene tvorbi prevodne vezi med grelno komponento in komponento, ki odvaja toploto. Njihov material je običajno silikon ali grafit. Visokokakovostne blazinice imajo toplotno prevodnost do 8 W/mK.

Strukture za odvajanje toplote

• Aluminijasta rebra: To so kovinske rebraste strukture, ki pridejo v stik s termično blazinico za odvajanje toplote iz komponent. Aluminij je zaradi svoje majhne teže najboljša izbira za večino proizvajalcev napajalnikov.
• Toplotne cevi: To so bakrene ali aluminijaste cevi, napolnjene s tekočino, ki se pasivno premika, da odvaja toploto od vira in jo odvaja do hladilnega telesa. Deluje kot parna komora, kar izboljša učinkovitost prenosa toplote.

Aktivno hlajenje (ventilator)

• Lopatica ventilatorja: Običajno je PBT boljši od poceni plastike. Je tog in odporen na upogibanje pri vročini.
• Vrsta ležaja: Uporaba fluidnih dinamičnih ležajev (FDB) je najboljša za napajalnike. Tekoča plast ohranja nizko trenje in zagotavlja življenjsko dobo več kot 100.000 ur, kar zmanjšuje hrup.
• Način ničelnih vrtljajev: Pri visokokakovostnih komponentah lahko pride do primerov, ko računalnik deluje z nizko obremenitvijo ali je v stanju mirovanja. Ventilator napajalnika se izklopi, da prihrani energijo in zmanjša hrup za uporabnika.

Zaključek

Napajalniki so najpomembnejša komponenta za stabilnost vašega računalnika. Slab napajalnik lahko uniči delovanje računalnika ali v najslabšem primeru poškoduje komponente. Vrhunski napajalnik izpolnjuje vse zahteve glede kakovostnih materialov. Uporablja zgornji pokrov za zaščito, najboljše ožičenje za prevodnost, vrhunske kondenzatorje za glajenje napetosti, idealne transformatorje za pretvorbo in idealne hladilnike za prenos toplote. Skupaj to zagotavlja visoko učinkovit napajalnik, ki izpolnjuje certifikata 80 Plus in Cybenetics A++.

Če iščete vrhunski napajalnik ali cenovno ugodne možnosti, ki uporabljajo najkakovostnejše materiale, potem razmislite o ESGAMINGU. ESGAMING, ustanovljen leta 2017, je hitro postal prepoznavna vzhajajoča blagovna znamka na področju visokozmogljivih računalniških komponent in dodatkov. Od ohišij za računalnike in napajalnikov do hladilnih sistemov je ESGAMING predan zagotavljanju kreativnih, zanesljivih in dobro izdelanih rešitev za e-šport za igralce, ustvarjalce in sestavljavce računalnikov po vsem svetu.

Za več informacij obiščite www.esgamingpc.com