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Die Stromversorgung im PC

Sie wird vom Netzteil übernommen und ist dafür da,
dass jedes angeschlossene Gerät seine notwendige elektrische Leistung bekommt.

Hauptstromversorgung

Hier erläutere ich Ihnen, welche Standards die Netzteil- und Mainbaord-Anschlüsse für die Hauptstromversorgung haben.

Als Spannungen und Toleranzen sind bekannt

+12V: ±5%
+5V: ±5%
+3,3V: ±4%
-5V: ±10%
-12V: ±10%

ATX 2.0

Tabelle 103a: ATX 2.0-Funktion
Kontakt		Funktion
1, 2, 12 und 13	or	+3,3V
3, 5, 7, 15, 17, 18, 19 und 24	sw	Masse (Ground)
4, 6, 21, 22 und 23	rt	+5V
8	gr	Power Good
9	vi	Standby (5V)
10 und 11	ge	+12V
14	bl	-12V
16	gn	+5VDC (Soft-Off)
20	ws	+5VDC

Der ATX 2.0- (Advanced Technologie Extendend Version 2) Standard hat einen 24 poligen Hauptanschluss.

In der Tabelle 103a sehen Sie die Funktion der 24 ATX 2.0-Netzteil-Kontakte und im Bild 103a ein Beispiel.
Eingeschaltet wird das Netzteil durch eine Verbindung zwischen dem grünen Kontakt von Soft Off und dem schwarzen Kontakt von der Masse.

Die wesentlichen Änderungen zu ATX sind die zusätzlichen 4 Kabel, an den Kontakten 11, 12, 23 und 24. Damit werden noch mal zusätzlich +5V, +3,3V. +12V und ein Masseanschluss mit dem Board verbunden.

Mit einem Adapter von ATX2.0 (Netzteil) auf ATX (Mainboard) können Sie Ihr altes Mainboard weiter betreiben. In der Regel kann man aber die zusätzlichen 4 Kontakte von dem Stecker lösen und somit nur 20 Kontakte anstecken, das legt dann der Netzteilhersteller fest.

ATX

Abb. 102a: Die Kontakte eines ATX-Netzteilsteckers (weiblich)

Tabelle 102a: ATX-Funktion
Kontakt		Funktion
1, 2 und 11	or	+3,3V
3, 5, 7, 13, 15, 16 und 17	sw	Masse (Ground)
4, 6, 19 und 20	rt	+5V
8	gr	Power Good
9	vi	Standby (5V)
10	ge	+12V
12	bl	-12V
14	gn	+5VDC (Soft-Off)
18	ws	+5VDC

Der ATX- (Advanced Technologie Extendend) Standard hat einen 20 poligen Hauptanschluss.
Das graue Kabel, am Kontakt 8 beim ATX hat wie das orangefarbige Kabel am Kontakt 1 beim AT die Aufgabe dem Mainbaord zu melden, dass die Spannungen in Ordnung sind. Deshalb auch sein Name "Power Good."

In der Tabelle 102a sehen Sie die Funktion der einzelnen Kontakte und ein Beispiel eines ATX-Netzteilsteckers sehen Sie links, im Bild 102a.
Eingeschaltet wird das Netzteil durch eine Verbindung zwischen dem grünen Kontakt Nr. 14 von Soft Off und dem schwarzen Kontakt Nr. 15 von der Masse (eigentlich egal welche Masse).

Mit einem Adapter von ATX (Netzteil) auf ATX2.0 (Mainboard) können Sie Ihr altes Netzteil weiter betreiben.

Zusatzstromversorgung

Tabelle 101a: Funktion der
Zusatzstromversorgung
Kontakt	Farbe		Funktion
3 und 4		ge	+12V
1 und 2		sw	Masse (Ground)

Ist von den Boardherstellern für Stromfresser, wie CPU, Grafikkarten etc. gedacht.
Dieser Stecker kommt direkt vom Netzteil.
In der Tabelle 101a sehen Sie die Funktion und in dem Bild 101a ein Beispiel, des Zusatzstromversorgungsanschlusses.
Vereinzelte Boardhersteller verwenden auch noch einen 5"¼-Anschluss oder einen P8−Anschluss von AT.

AT

Abb. 100a: Die beiden AT-Netzteilsteckers (weiblich)

Tabelle 100a: AT-Funktion
Kontakt	Name		Funktion	Stecker
1	PG	or	Power Good, +5 VDC wenn alle Spannungen Stabil sind	P9
2	+5V	rt	+5 VDC oder nicht angeschlossen
3	+12V	ge	+12 VDC
4	-12V	bl	-12 VDC
5	GND	sw	Masse (Ground)
6	GND	sw	Masse
7	GND	sw	Masse	P8
8	GND	sw	Masse
9	-5V	ws	-5 VDC
10	+5V	rt	+5 VDC
11	+5V	rt	+5 VDC
12	+5V	rt	+5 VDC

AT (Advanced Technologie) ist der Nachfolger von XT (Extendend Technology). Die zwei 6poligen AT-Netzteilstecker werden P8 und P9 genannt.
Wichtig ist nur, dass die 4 schwarzen Kabel von den Steckern (weiblich, vom Netzteil) in der Mitte auf den Stecker (männlich, vom Mainboard) angebracht werden. Sie dürfen auf keinen Fall vertauscht oder verpolt werden.

Das orangefarbene Kabel auf Kontakt 1, hat eine besondere Bedeutung. Es ist ein Überwachungssignal und wird als Power Good bezeichnet. Dieses Signal meldet dem Mainboard vom Netzteil, ob die anliegenden Spannungen im vorgeschriebenen Toleranzbereich liegen.

In der Tabelle 100a sehen Sie die AT-Funktionen und ein Beispiel der beiden Netzteilstecker (P8 & P9) können Sie im Bild 100a nachschauen.

Stromversorgung für interne Geräte

Bei der Stromversorgung gibt es 3 Arten, welche SATA, 3"½ und 5"¼ heißen. Diese versorgen die Festplatte, das Diskettenlaufwerk und das CD-, DVD- bzw. BlueRay- Laufwerk mit Strom. 3"½ und 5"¼ Stromversorgungen haben einen 4-poligen Anschluss und SATA hat einen 15 poligen Anschluss.
Wichtig:
Die Stromversorgung kann nicht ohne Last angeschlossen bzw. getestet werden, d.h. es muss mindestens ein Gerät angeschlossen sein.

SATA

Tabelle 204a: SATA-Funktion
Kontakt		Funktion
1	or	+3,3V
2	or	+3,3V
3	or	+3,3V
4	sw	Masse
5	sw	Masse
6	sw	Masse
7	rt	+5V
8	rt	+5V
9	rt	+5V
10	sw	Masse
11	sw	Masse
12	sw	Masse
13	ge	+12V
14	ge	+12V
15	ge	+12V

Die SATA-Geräte werden sehr gern verwendet, weil "IDE":
einen geringeren Datendurchsatz hat und mit seinen Datenkabeln nur wenig Luft im Gehäuse lässt. Man sollte immer erst das Stromkabel anschließen, danach das Datenkabel und beim Abschließen genau anders herum. Bei 2"½ und 3"½ SATA-Festplatten werden die gleichen Stromanschlüsse verwendet.
In der Tabelle 204a sehen Sie die Funktion der einzelnen Kontakte des SATA-Anschlusses und in dem Bild 204a können Sie sich ein Beispiel anschauen. Die Abb 204b zeigt einen SATA- Stecker, von der Rückseite.

Hotplugging:
Die Festplatten, welche Hotplugging fähig sind, kann man während des Betriebes aus dem PC bzw. Server entfernen. Die Strom- und Datenkontakte sind dafür angepasst wurden, denn wenn man den Stecker abzieht, dann trennen nicht alle Kontakte mit einmal, sondern in einer für die Festplatte und den Controller unbedenklichen Reihenfolge. In der Abbildung 204c sehen Sie wie solche Kontakte aussehen.

Falls Sie keinen SATA-Anschluss an Ihrem Netzteil haben, können Sie einen 5"¼ auf SATA- Adapter verwenden.

Abb. 204c: Hier sehen Sie links die verkürzten Kontakte für den Stromanschluss und rechts die verkürzten Kontakte für den Datenanschluss, einer Hotplugging fähigen Festplatte.

PCI-Express

8 poliger Anschluss

Abb. z203a: Die Kontakte des 8 pol. Grafikkartenanschlusses, vom Netzteil (männlich)

Tabelle 203a: Die Funktion
des 8 pol. Anschlusses
Kontakt		Funktion
1	ge	+12V
2	ge	+12V
3	ge	+12V
4	sw	Masse
5	sw	Masse
6	sw	Masse
7	sw	Masse
8	sw	Masse

In den Abbildungen (203a/b/c/d) sehen Sie den PCIe- Zusatzstromanschluss. Der Name des PCI-Express-Anschlusses kommt von dem Steckplatz, wo in der Regel eine Grafikkarte eingesteckt wird.
Dieser ist notwendig, wenn die Grafikkarte unter Volllast mehr als 75 Watt verbraucht. Denn der Steckplatz liefert nur 75 Watt.
Es gibt auch andere Zusatzstromanschlüsse für Grafikkarten, wie 3"½ und 5"¼.
In der Tabelle 203a und 203b können Sie die Funktion der einzelnen Kontakte des jeweiligen PCIe-Anschlusses sehen und in den Bildern 203a und 203b können Sie sich jeweilis ein Beispiel anschauen.
Es gibt noch einen Adapter 2x5"¼ auf PCIe, falls Sie keinen PCIe-Stromanschluss an Ihrem Netzteil haben.

6 poliger Anschluss

Abb. 203b: Die Kontakte des 6 pol. Grafikkartenanschlusses, vom Netzteil (männlich)

Abb. 203c: Der Grafikkartenanschluss 6 pol.(weiblich)

Abb. 203d: Der Grafikkartenanschluss 6 pol. (männlich)

Tabelle 203b: Funktion des 6 pol. Anschlusses
Kontakt		Funktion
1	ge	+12V
2	ge	+12V
3	ge	+12V
4	sw	Masse
5	sw	Masse
6	sw	Masse

3"½-Anschluss

Tabelle 202a: Funktion
des 3"½ Anschlusses
Kontakt		Funktion
1	ge	+12V
2	sw	Masse (Ground)
3	sw	Masse (Ground)
4	rt	+5V

Der Name des 3"½-Anschlusses (Siehe Abb. 202b) kommt von den internen Geräten, welche eine Breite von 3"½ haben (Floppy, Kassettenlaufwerk, Cardreader…). Er war standardmäßig dafür vorgesehen, aber es gibt auch schon andere Einsatzbereiche, wie Grafikkarte und vereinzelte Gehäuse, welche ein Display, eine Lüftersteuerung haben und vielleicht noch sehr beleuchtet sind.
Die Funktion der einzelnen Kontakte können Sie sich in der Tabelle 202a anschauen und in dem Bild 202a sehen Sie ein Beispiel.

5"¼-Anschluss

Tabelle 201a: Funktion
der 5"¼ Stromversorgung
Kontakt		Funktion
1	ge	+12V
2	sw	Masse (Ground)
3	sw	Masse (Ground)
4	rt	+5V

Die von uns dokumentierten Adapter,
zu 5"¼ sind:

5"¼-Anschluss auf SATA und
5"¼-Anschluss auf PCI-Express.

Der Name des 5"¼-Anschlusses (Siehe Abb. 201b) kommt von den internen Geräten, welche eine Breite von 5"¼ haben (DVD-Laufwerk, Wechselrahmen und das 5"¼- Diskettenlaufwerk).
Er war standardmäßig dafür vorgesehen, aber es gibt auch schon andere Einsatzbereiche, wie Grafikkarte, Mainboardstromversorgung, Festplatten mit 3"½…

Lüfter

Diese dienen zur Kühlung des Gehäuseinnenraumes und den erhitzten Bauteilen.

Lüfteranschluss 4 polig

Abb. 200c: Die Kontakte des Lüfteranschlusses 4 polig (weiblich)

Tabelle 200c: Funktion des CPU-Lüfters 4 polig
Kontakt		Funktion
1	sw	Masse (Ground)
2	rt/ge	12V
3	ge/gn	Tachosignal
4	bl	PWM (Pulsweitenmodulation)- Lüftersteuerung

Bei dem 4 poligen Lüfteranschluss kommt gegenüber dem 3 poligem nun die Pulsweitenmodulation (PWM) hinzu. Diese dient zur Steuerung des Lüfters, bis zum Stillstand.

Lüfteranschluss 3 polig

Abb. 200b: Die Kontakte des Lüfteranschlusses 3 polig (weiblich)

Tabelle 200b: Funktion des CPU-Lüfters 3 polig
Kontakt		Funktion
1	sw	Masse (Ground)
2	rt	12V
3	ge	Tachosignal

Er liefert mit dem 3. Kabel (Siehe Tabelle 200b: gelber Kontakt) ein Tachosignal an das Board, welches dadurch eine Drehzahlüberwachung vornehmen kann. In der rechten Tabelle sehen Sie wie der Stecker belegt ist.

Abb. 200a: Lüfteranschluss 2 polig (weiblich)

Messungen an einem FOXCONN DC Brushless Fan, Model=PVA092G12M, +12DC/0,24A ergaben, dass er

bei 3,6V/0,04A anlief und 1.500rpm machte.
Bei +4,1V/0,04A war er schon bei 3.000rpm und
bei seiner vollen Betriebsspeannung +12,0V/0,15A mit 5.400rpm.

Das Tachosignal waren negative Nadelimpulse von zirka 1V.

Lüfteranschluss 2 polig

Abb. 200d: Die Kontakte des Lüfteranschlusses 2 polig (weiblich)

Tabelle 200d: Funktion des
CPU-Lüfters 2 polig
Kontakt	Farbe		Funktion
1		sw	Masse (Ground)
2		rt	12 V

Einem Lüfter würden 2 Anschlüsse ausreichen. Die beiden Standartleitungen sind:
die Masse (Ground) und
eine Spannung bis 12V.
Dieser kann auch über die Spannung geregelt werden, aber das funktioniert nur bis zu einem gewissen Punkt. Denn die Spannung wird irgendwann zu niedrig und dann stottert der Lüfter.

Adapter

Adapter werden benötigt, um ältere bzw. frühere Standards und diese Geräte mit der aktuellen Technik weiter verwenden zu können.

PCI-Express

Abb. 303a: 2x 5"¼ (männlich) auf PCIe (weiblich)

Tabelle 303a: Funktion des 2x 5"¼ auf PCIe-Adapters.
Erste 5"¼	PCIe	Zweite 5"¼.	Funktion
1	1		+12V
	2		NC
	3	1	+12V
2	4		Masse (Ground)
3	5	3	Masse (Ground)
	6	2	Masse (Ground)

Dieser Adapter wird für Grafikkarten eingesetzt, diese verbrauchen seit neustem auch sehr viel Strom und haben sogar eine bessere Rechenleistung als viele CPUs.
Man sollte diese 5"¼-Anschlüsse auf 2 Netzteilleitungen legen und nicht an ein und den selben Kabelstrang. Um den Leitungsquerschnitt über die gesamte Länge zu vergrößern, sonst können die Leitungen sehr warm werden.

5"¼ auf SATA

Abb. 302a: Der 5"¼ (männlich) auf SATA- Adapters

Tabelle 302a: Funktion des 5"¼ auf SATA- Adapters
5"¼	SATA	Funktion
		+3,3V
		+3,3V
		+3,3V
3	4	Masse
3	5	Masse
3	6	Masse
4	7	+5V
4	8	+5V
4	9	+5V
2	10	Masse
2	11	Masse
2	12	Masse
1	13	+12V
1	14	+12V
1	15	+12V

Hierbei wird die 3,3V- Leitung komplett weggelassen, denn ein 5"¼-Anschluss hat keine 3,3V Leitung. Die anderen einzelnen Leitungen werden auf drei Kontaktbereiche in dem SATA- Stecker aufgeteilt.

ATX 2.0 auf ATX

Abb. 301a: Der ATX 2.0 (männlich) auf ATX-Adapter (weiblich)

Tabelle 301a: Funktion des ATX 2.0- auf ATX-Adapters
	ATX 2.0 Buchse, von hinten betrachtet
	24				12
	23	ATX Buchse, von hinten			11
	22		20	10	10
II	…	II	…		…
	14		12	2	2
	13		11	1	1

Die zusätzlichen Leitungen, siehe: ATX 2.0 (11, 12, 23 und 24) werden bei diesem Adapter nicht weitergeleitet. Sie enden nämlich in dem Stecker, wo das ATX 2.0 Standartkabel rein kommt.
Das heißt, dass es:

1x 12V,
1x 3,3V,
1x 5V und
1x Masse weniger gibt,
als bei ATX 2.0,
eben der Standart ATX.

Mo.	14:00−18:00
Di.	14:00−18:00
Mi.	14:00−18:00
Do.	14:00−18:00
Fr.	14:00−17:00
Sa.	Geschlossen
So.	Geschlossen