Computer Power Supplies

Las fuentes de alimentación carecen de atractivo, por lo que casi todo el mundo las da por sentado. Ese es un gran error, porque la fuente de alimentación realiza dos funciones críticas: proporciona alimentación regulada a cada componente del sistema y enfría la computadora. Muchas personas que se quejan de que Windows se bloquea con frecuencia culpan comprensiblemente a Microsoft. Pero, sin querer disculpar a Microsoft, la verdad es que muchos de esos bloqueos son causados por fuentes de alimentación de baja calidad o sobrecargadas.

Si deseas un sistema confiable y a prueba de fallos, usa una fuente de alimentación de alta calidad. De hecho, hemos descubierto que el uso de una fuente de alimentación de alta calidad permite que incluso las placas madre, procesadores y memoria marginales operen con una estabilidad razonable, mientras que el uso de una fuente de alimentación barata hace que incluso los componentes de primera categoría sean inestables.

La triste verdad es que es casi imposible comprar una computadora con una fuente de alimentación de primera categoría. Los fabricantes de computadoras cuentan cada centavo, literalmente. Las buenas fuentes de alimentación no ganan puntos de marketing, por lo que pocos fabricantes están dispuestos a gastar de $30 a $75 adicionales en una mejor fuente de alimentación. Para sus líneas premium, los fabricantes de primer nivel generalmente usan lo que llamamos fuentes de alimentación de rango medio. Para sus líneas de mercado masivo y grado de consumo, incluso los fabricantes de marca pueden comprometer la fuente de alimentación para alcanzar un punto de precio, usando lo que consideramos fuentes de alimentación marginales tanto en términos de salida como de calidad de construcción.

Las siguientes secciones detallan lo que necesitas para entender cómo elegir una buena fuente de alimentación de sustitución.

La característica más importante de una fuente de alimentación es su factor de forma, que define sus dimensiones físicas, las ubicaciones de los orificios de montaje, los tipos de conectores físicos y la distribución de pines, entre otros. Todos los factores de forma modernos de las fuentes de alimentación se derivan del factor de forma ATX original, publicado por Intel en 1995.

Cuando sustituyes una fuente de alimentación, es importante usar una con el factor de forma correcto, para asegurar no solo que la fuente de alimentación encaje físicamente en la carcasa, sino también que proporcione los tipos correctos de conectores de alimentación para la placa madre y los dispositivos periféricos. Tres factores de forma de fuente de alimentación se usan comúnmente en sistemas actuales y recientes:

Las fuentes de alimentación ATX12V son las más grandes físicamente, están disponibles en las clasificaciones de vataje más altas y son, con diferencia, las más comunes. Los sistemas de escritorio de tamaño completo usan fuentes de alimentación ATX12V, al igual que la mayoría de los sistemas mini, mid y full-tower. La Figura 16-1 muestra una fuente de alimentación Antec TruePower 2.0, que es una unidad ATX12V típica.

Figura 16-1: Fuente de alimentación Antec TruePower 2.0 ATX12V (imagen cortesía de Antec)

Las fuentes de alimentación SFX12V (s por small/pequeño) parecen fuentes de alimentación ATX12V encogidas y se usan principalmente en sistemas microATX y FlexATX de factor de forma pequeño. Las fuentes de alimentación SFX12V tienen capacidades más bajas que las fuentes de alimentación ATX12V, típicamente de 130 W a 270 W para SFX12V frente a hasta 600 W o más para ATX12V, y generalmente se usan en sistemas de nivel de entrada. Los sistemas que se construyeron con fuentes de alimentación SFX12V pueden aceptar una sustitución ATX12V si la unidad ATX12V encaja físicamente en la carcasa.

Las fuentes de alimentación TFX12V (t por thin/delgado) son físicamente alargadas (frente a la forma cúbica de las unidades ATX12V y SFX12V) pero tienen capacidades similares a las unidades SFX12V. Las fuentes de alimentación TFX12V se usan en algunos sistemas de factor de forma pequeño (SFF) con volúmenes totales de sistema de 9 a 15 litros. Debido a su extraña forma física, solo puedes sustituir una fuente de alimentación TFX12V con otra unidad TFX12V.

Aunque es menos probable, puedes encontrarte con una fuente de alimentación EPS12V (usada casi exclusivamente en servidores), una fuente de alimentación CFX12V (usada en sistemas microBTX) o una fuente de alimentación LFX12V (usada en sistemas picoBTX). Los documentos de especificación detallados para todos estos factores de forma se pueden descargar desde http://www.formfactors.org.

EL MODIFICADOR 12V

En 2000, para acomodar los requisitos de +12V de sus nuevos procesadores Pentium 4, Intel añadió un nuevo conector de alimentación de +12V a la especificación ATX y renombró la especificación a ATX12V. Desde entonces, cada vez que Intel ha actualizado una especificación de fuente de alimentación o ha creado una nueva, requería este conector de +12V y utilizaba el modificador 12V en el nombre de la especificación. Los sistemas más antiguos usan fuentes de alimentación ATX o SFX sin 12V. Puedes sustituir una fuente de alimentación ATX por una unidad ATX12V, o una fuente de alimentación SFX por una unidad SFX12V (o posiblemente una unidad ATX12V).

Los cambios de las versiones anteriores de la especificación ATX a versiones más nuevas y de ATX a variantes más pequeñas como SFX y TFX han sido evolutivos, con la retrocompatibilidad siempre presente. Todos los aspectos de los diversos factores de forma, incluyendo dimensiones físicas, ubicaciones de orificios de montaje y conectores de cable, están rígidamente estandarizados, lo que significa que puedes elegir entre numerosas fuentes de alimentación estándar de la industria para reparar o actualizar la mayoría de los sistemas, incluso los modelos antiguos.

TODA LA ENERGÍA QUE ENCAJE

Cuando sustituyes tu fuente de alimentación, es importante conseguir una unidad de sustitución que encaje en tu carcasa. Si tu antigua fuente de alimentación está etiquetada como ATX 1.X o 2.X o ATX12V 1.X o 2.X, puedes instalar cualquier fuente de alimentación ATX12V actual. Si está etiquetada como SFX o SFX12V, puedes instalar cualquier fuente de alimentación SFX12V actual o, si la carcasa tiene suficiente espacio, una unidad ATX12V. Si la antigua fuente de alimentación está etiquetada como TFX12V, solo encajará otra unidad TFX12V. Si tu antigua fuente de alimentación no está etiquetada con la especificación y el cumplimiento de la versión, busca el número de modelo de tu fuente de alimentación actual en el sitio web del fabricante. Si todo lo demás falla, mide tu fuente de alimentación actual y compara sus dimensiones con las de las unidades que estás considerando comprar.

Aquí hay algunas otras características importantes de las fuentes de alimentación:

El vataje nominal que la fuente de alimentación puede entregar. El vataje nominal es una cifra compuesta, determinada multiplicando los amperajes disponibles en cada uno de los varios voltajes suministrados por una fuente de alimentación de PC. El vataje nominal es principalmente útil para una comparación general de fuentes de alimentación. Lo que realmente importa es el amperaje individual disponible a diferentes voltajes, y esos varían significativamente entre fuentes de alimentación nominalmente similares.

LA TEMPERATURA IMPORTA

Las clasificaciones de vataje no tienen sentido a menos que especifiquen la temperatura a la que se realizó la clasificación. A medida que aumenta la temperatura, disminuye la capacidad de salida de una fuente de alimentación. Por ejemplo, PC Power & Cooling clasifica el vataje a 40 C, que es una temperatura realista para una fuente de alimentación en funcionamiento. La mayoría de las fuentes de alimentación están clasificadas a solo 25 C. Esa diferencia puede parecer menor, pero una fuente de alimentación clasificada a 450 W a 25 C puede entregar solo 300 W a 40 C. La regulación de voltaje también puede sufrir a medida que aumenta la temperatura, lo que significa que una fuente de alimentación que cumple nominalmente con las especificaciones de regulación de voltaje a 25 C puede estar fuera de las especificaciones durante el funcionamiento normal a 40 C o temperaturas cercanas.

La relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada expresada como porcentaje. Por ejemplo, una fuente de alimentación que produce 350 W de salida pero requiere 500 W de entrada tiene una eficiencia del 70 %. En general, una buena fuente de alimentación tiene una eficiencia de entre el 70 % y el 80 %, aunque la eficiencia depende de qué tan cargada esté la fuente de alimentación. Calcular la eficiencia es difícil, porque las fuentes de alimentación de PC son fuentes de alimentación conmutadas en lugar de fuentes de alimentación lineales. La forma más fácil de pensar en esto es imaginar que la fuente de alimentación conmutada consume alta corriente durante una fracción del tiempo que está funcionando y nada de corriente el resto del tiempo. El porcentaje de tiempo que consume corriente se llama factor de potencia, que suele ser del 70 % para una fuente de alimentación de PC estándar. En otras palabras, una fuente de alimentación de PC de 350 W requiere en realidad 500 W de entrada el 70 % del tiempo y 0 W el 30 % del tiempo.

Combinar el factor de potencia con la eficiencia arroja algunos números interesantes. La fuente de alimentación suministra 350 W, pero el factor de potencia del 70 % significa que requiere 500 W el 70 % del tiempo. Sin embargo, la eficiencia del 70 % significa que, en lugar de consumir 500 W, debe consumir más, en una relación de 500 W/0.7, o alrededor de 714 W. Si examinas la placa de especificaciones de una fuente de alimentación de 350 W, puedes encontrar que para suministrar 350 W nominales, que es 350 W/110 V o alrededor de 3.18 amperios, en realidad debe consumir hasta 714 W/110 V o alrededor de 6.5 amperios. Otros factores pueden aumentar ese amperaje máximo real, por lo que es común ver fuentes de alimentación de 300 W o 350 W que en realidad consumen hasta 8 o 10 amperios como máximo. Esa variación tiene implicaciones de planificación, tanto para los circuitos eléctricos como para las UPS, que deben dimensionarse para adaptarse al consumo de amperaje real en lugar del vataje de salida nominal.

La alta eficiencia es deseable por dos razones. Primero, reduce tu factura de electricidad. Por ejemplo, si tu sistema consume en realidad 200 W, una fuente de alimentación con un 67 % de eficiencia consume 300 W (200/0.67) para proporcionar esos 200 W, desperdiciando el 33 % de la electricidad por la que estás pagando. Una fuente de alimentación con un 80 % de eficiencia consume solo 250 W (200/0.80) para proporcionar esos mismos 200 W a tu sistema. Segundo, la energía desperdiciada se convierte en calor dentro de tu sistema. Con la fuente de alimentación con un 67 % de eficiencia, tu sistema debe deshacerse de 100 W de calor residual, frente a la mitad con la fuente de alimentación con un 80 % de eficiencia.

Factor de potencia

El factor de potencia se determina dividiendo la potencia real (W) por la potencia aparente (Voltios x Amperios, o VA). Las fuentes de alimentación estándar tienen factores de potencia que oscilan entre aproximadamente 0.70 y 0.80, con las mejores unidades acercándose a 0.99. Algunas fuentes de alimentación más nuevas usan corrección del factor de potencia (PFC) pasiva o activa, que puede aumentar el factor de potencia al rango de 0.95 a 0.99, reduciendo la corriente máxima y la corriente armónica. A diferencia de las fuentes de alimentación estándar que alternan entre consumir alta corriente y ninguna corriente, las fuentes de alimentación con PFC consumen una corriente moderada todo el tiempo. Debido a que el cableado eléctrico, los disyuntores, los transformadores y las UPS deben estar clasificados para el consumo de corriente máximo en lugar del consumo de corriente promedio, el uso de una fuente de alimentación con PFC reduce el estrés en el sistema eléctrico al que se conecta la fuente de alimentación con PFC.

Una de las principales diferencias entre las fuentes de alimentación premium y los modelos menos costosos es qué tan bien están reguladas. Idealmente, una fuente de alimentación acepta energía de CA, que posiblemente sea ruidosa o esté fuera de las especificaciones, y convierte esa energía de CA en energía de CC suave y estable sin artefactos. De hecho, ninguna fuente de alimentación cumple el ideal, pero las buenas fuentes de alimentación se acercan mucho más que las baratas. Los procesadores, la memoria y otros componentes del sistema están diseñados para operar con voltaje de CC puro y estable. Cualquier desviación de eso puede reducir la estabilidad del sistema y acortar la vida útil de los componentes. Aquí están los problemas clave de regulación:

Una fuente de alimentación perfecta aceptaría la entrada de onda sinusoidal de CA y proporcionaría una salida de CC completamente plana. Las fuentes de alimentación del mundo real proporcionan en realidad una salida de CC con un pequeño componente de CA superpuesto. Ese componente de CA se llama ondulación (ripple) y puede expresarse como voltaje pico a pico (p-p) en milivoltios (mV) o como un porcentaje del voltaje de salida nominal. Una fuente de alimentación de alta calidad puede tener un 1 % de ondulación, lo que puede expresarse como un 1 % o como una variación de voltaje p-p real para cada voltaje de salida. Por ejemplo, a +12 V, una ondulación del 1 % corresponde a +0.12 V, generalmente expresado como 120 mV. Una fuente de alimentación de rango medio puede limitar la ondulación al 1 % en algunos voltajes de salida, pero subir hasta un 2 % o 3 % en otros. Las fuentes de alimentación baratas pueden tener un 10 % o más de ondulación, lo que hace que ejecutar una PC sea un juego de azar.

La carga en una fuente de alimentación de PC puede variar significativamente durante las operaciones de rutina; por ejemplo, cuando el láser de una grabadora de DVD se activa o una unidad óptica gira hacia arriba o hacia abajo. La regulación de carga expresa la capacidad de la fuente de alimentación para suministrar la potencia de salida nominal a cada voltaje a medida que la carga varía de máxima a mínima, expresada como la variación de voltaje experimentada durante el cambio de carga, ya sea como un porcentaje o en diferencias de voltaje p-p. Una fuente de alimentación con una regulación de carga estricta entrega un voltaje cercano al nominal en todas las salidas independientemente de la carga (dentro de su rango, por supuesto). Una fuente de alimentación de primera categoría regula los voltajes en los raíles de voltaje críticos de +3.3 V, +5 V y +12 V dentro del 1 %, con una regulación del 5 % en los raíles menos críticos de -5 V y -12 V. Una fuente de alimentación excelente podría regular el voltaje en todos los raíles críticos dentro del 3 %. Una fuente de alimentación de rango medio podría regular el voltaje en todos los raíles críticos dentro del 5 %. Las fuentes de alimentación baratas pueden variar un 10 % o más en cualquier rail, lo cual es inaceptable.

Una fuente de alimentación ideal proporcionaría voltajes de salida nominales mientras se alimenta con cualquier voltaje de CA de entrada dentro de su rango. Las fuentes de alimentación del mundo real permiten que los voltajes de salida de CC varíen ligeramente a medida que cambia el voltaje de entrada de CA. Así como la regulación de carga describe el efecto de la carga interna, la regulación de línea puede considerarse como la descripción de los efectos de la carga externa; por ejemplo, una caída repentina en el voltaje de línea de CA entregado cuando se activa un motor de ascensor. La regulación de línea se mide manteniendo constantes todas las demás variables y midiendo los voltajes de salida de CC a medida que el voltaje de entrada de CA varía en todo el rango de entrada. Una fuente de alimentación con una regulación de línea estricta entrega voltajes de salida dentro de la especificación a medida que la entrada varía de máximo a mínimo permisible. La regulación de línea se expresa de la misma manera que la regulación de carga, y los porcentajes aceptables son los mismos.

El ventilador de la fuente de alimentación es una de las principales fuentes de ruido en la mayoría de las PC. Si tu objetivo es reducir el nivel de ruido de tu sistema, es importante elegir una fuente de alimentación adecuada. Los modelos de fuentes de alimentación con reducción de ruido como la Antec TruePower 2.0 y SmartPower 2.0, Enermax NoiseTaker, Nexus NX, PC Power & Cooling Silencer, Seasonic SS y Zalman ZM están diseñados para minimizar el ruido del ventilador y pueden ser la base de un sistema que es casi inaudible en una habitación silenciosa. Las fuentes de alimentación silenciosas, como la Antec Phantom 350 y la Silverstone ST30NF, no tienen ventiladores en absoluto y son casi totalmente silenciosas (puede haber un pequeño zumbido de los componentes eléctricos). En términos prácticos, rara vez hay mucha ventaja en usar una fuente de alimentación sin ventilador. Son bastante costosas en relación con las fuentes de alimentación con reducción de ruido, y las unidades con reducción de ruido son lo suficientemente silenciosas como para que cualquier ruido que produzcan sea absorbido por el ruido de los ventiladores de la carcasa, el enfriador de la CPU, el ruido de rotación del disco duro, etc.

Fuera de los raíles

La regulación de carga en el rail de +12 V se volvió mucho más importante cuando Intel lanzó el Pentium 4. En el pasado, +12 V se usaba principalmente para hacer funcionar los motores de las unidades. Con el Pentium 4, Intel comenzó a usar VRM de 12 V para suministrar las corrientes más altas que requieren los procesadores Pentium 4. Los procesadores AMD recientes también usan VRM de 12 V para suministrar energía al procesador. Las fuentes de alimentación compatibles con ATX12V están diseñadas teniendo en cuenta este requisito. Las fuentes de alimentación ATX más antiguas y/o económicas, aunque pueden estar clasificadas para un amperaje suficiente en el rail de +12 V para soportar un procesador moderno, pueden no tener la regulación adecuada para hacerlo correctamente.

En los últimos años, ha habido algunos cambios significativos en las fuentes de alimentación, todos los cuales han resultado directa o indirectamente del mayor consumo de energía y los cambios en los voltajes utilizados por los procesadores modernos y otros componentes del sistema. Cuando sustituyes una fuente de alimentación en un sistema antiguo, es importante entender las diferencias entre la antigua fuente de alimentación y las unidades actuales, así que echemos un vistazo breve a la evolución de las fuentes de alimentación de la familia ATX a través de los años.

Durante 25 años, cada fuente de alimentación de PC ha proporcionado conectores de alimentación estándar Molex (disco duro) y Berg (disquetera), que se usan para alimentar unidades y periféricos similares. Donde difieren las fuentes de alimentación es en los tipos de conectores que usan para proporcionar energía a la propia placa madre. La especificación ATX original definió el conector de alimentación principal ATX de 20 pines que se muestra en la Figura 16-2. Este conector fue utilizado por todas las fuentes de alimentación ATX y las primeras fuentes de alimentación ATX12V.

Figura 16-2: El conector de alimentación principal ATX/ATX12V de 20 pines

El conector de alimentación principal ATX de 20 pines fue diseñado en un momento en que los procesadores y la memoria usaban +3.3 V y +5 V, por lo que hay numerosas líneas de +3.3 V y +5 V definidas para este conector. Los contactos dentro del cuerpo del conector están clasificados para transportar como máximo 6 amperios. Eso significa que las tres líneas de +3.3 V pueden transportar 59.4 W (3.3 V x 6 A x 3 líneas), las cuatro líneas de +5 V pueden transportar 120 W y la única línea de +12 V puede transportar 72 W, para un total de unos 250 W.

Esa configuración fue suficiente para los primeros sistemas ATX, pero a medida que los procesadores y la memoria se volvieron más hambrientos de energía, los diseñadores de sistemas pronto se dieron cuenta de que el conector de 20 pines proporcionaba una corriente inadecuada para los sistemas más nuevos. Su primera modificación fue añadir el conector de alimentación auxiliar ATX, que se muestra en la Figura 16-3. Este conector definido en las especificaciones ATX 2.02 y 2.03 y en ATX12V 1.X, pero eliminado de versiones posteriores de la especificación ATX12V, usa contactos clasificados para 5 amperios. Por lo tanto, sus dos líneas de +3.3 V añaden 33 W de capacidad de transporte de +3.3 V, y su única línea de +5 V añade 25 W de capacidad de transporte de +5 V, para una adición total de 58 W.

Figura 16-3: El conector de alimentación auxiliar ATX/ATX12V de 6 pines

Intel eliminó el conector de alimentación auxiliar de las versiones posteriores de la especificación ATX12V porque era superfluo para los procesadores Pentium 4. El Pentium 4 usaba energía de +12 V en lugar de los +3.3 V y +5 V utilizados por los procesadores anteriores y otros componentes, por lo que ya no había necesidad de +3.3 V y +5 V adicionales. La mayoría de los fabricantes de fuentes de alimentación dejaron de proporcionar el conector de alimentación auxiliar poco después del lanzamiento del Pentium 4 a principios de 2000. Si tu placa madre requiere el conector de alimentación auxiliar, esa es evidencia suficiente de que el sistema es demasiado antiguo para ser actualizable económicamente.

Aunque el conector de alimentación auxiliar proporcionaba corriente extra de +3.3 V y +5 V, no hizo nada para aumentar la cantidad de corriente de +12 V disponible para la placa madre, y eso resultó ser crítico. Las placas madre usan VRM (módulos reguladores de voltaje) para convertir los voltajes relativamente altos suministrados por la fuente de alimentación a los voltajes bajos requeridos por el procesador. Las placas madre anteriores usaban VRM de +3.3 V o +5 V, pero el mayor consumo de energía del Pentium 4 hizo necesario cambiar a VRM de +12 V. Eso creó un problema mayor. El conector de alimentación principal de 20 pines podía proporcionar como máximo 72 W de energía de +12 V, mucho menos de lo necesario para alimentar un procesador Pentium 4. El conector de alimentación auxiliar no añadía nada de +12 V, por lo que se necesitaba otro conector suplementario.

Intel actualizó la especificación ATX para incluir un nuevo conector de 12 V de 4 pines, llamado conector de alimentación de +12 V (o, casualmente, el conector P4, aunque los procesadores AMD recientes también usan este conector). Al mismo tiempo, renombraron la especificación ATX a la especificación ATX12V para reflejar la adición del conector de +12 V. El conector de +12 V, que se muestra en la Figura 16-4, tiene dos pines de +12 V, cada uno clasificado para transportar 8 amperios para un total de 192 W de energía de +12 V y dos pines de tierra. Con los 72 W de energía de +12 V proporcionados por el conector de alimentación principal de 20 pines, una fuente de alimentación ATX12V puede proporcionar hasta 264 W de energía de +12 V, más que suficiente incluso para los procesadores más rápidos.

Figura 16-4: El conector de alimentación de +12 V de 4 pines

El conector de alimentación de +12 V está dedicado a proporcionar energía al procesador y se fija a un conector de la placa madre cerca del zócalo del procesador para minimizar las pérdidas de energía entre el conector de alimentación y el procesador. Debido a que el procesador ahora recibía energía a través del conector de +12 V, Intel eliminó el conector de alimentación auxiliar cuando lanzó la especificación ATX12V 2.0 en 2000. Desde ese momento, todas las fuentes de alimentación nuevas venían con el conector de +12 V, y algunas hasta el día de hoy continúan proporcionando el conector de alimentación auxiliar.

Estos cambios a lo largo del tiempo significan que una fuente de alimentación en un sistema antiguo puede tener una de las siguientes cuatro configuraciones (de la más antigua a la más nueva):

• Solo conector de alimentación principal de 20 pines
• Conector de alimentación principal de 20 pines y conector de alimentación auxiliar de 6 pines
• Conector de alimentación principal de 20 pines, conector de alimentación auxiliar de 6 pines y conector de +12 V de 4 pines
• Conector de alimentación principal de 20 pines y conector de +12 V de 4 pines

A menos que la placa madre requiera el conector auxiliar de 6 pines, puedes usar cualquier fuente de alimentación ATX12V actual para sustituir cualquiera de estas configuraciones.

Eso nos lleva a la especificación ATX12V 2.X actual, que hizo más cambios en los conectores de alimentación estándar. La introducción del estándar de video PCI Express en 2004 volvió a plantear el viejo problema de que la corriente de +12 V disponible en el conector de alimentación principal de 20 pines estaba limitada a 6 amperios (o 72 W en total). El conector de +12 V puede proporcionar mucha corriente de +12 V, pero está dedicado al procesador. Una tarjeta de video PCI Express rápida puede consumir fácilmente más de 72 W de corriente de +12 V, así que había que hacer algo.

Intel podría haber introducido otro conector de alimentación suplementario, pero en su lugar decidió esta vez morder la bala y sustituir el envejecido conector de alimentación principal de 20 pines por un nuevo conector de alimentación principal que pudiera suministrar más corriente de +12 V a la placa madre. El nuevo conector de alimentación principal ATX12V 2.0 de 24 pines, que se muestra en la Figura 16-5, fue el resultado.

Figura 16-5: El conector de alimentación principal ATX12V 2.0 de 24 pines

El conector de alimentación principal de 24 pines añade cuatro cables a los del conector de alimentación principal de 20 pines, un cable de tierra (COM) y un cable adicional para +3.3 V, +5 V y +12 V cada uno. Como ocurre con el conector de 20 pines, los contactos dentro del cuerpo del conector de 24 pines están clasificados para transportar como máximo 6 amperios. Eso significa que las cuatro líneas de +3.3 V pueden transportar 79.2 W (3.3 V x 6 A x 4 líneas), las cinco líneas de +5 V pueden transportar 150 W y las dos líneas de +12 V pueden transportar 144 W, para un total de unos 373 W. Con los 192 W de +12 V proporcionados por el conector de alimentación de +12 V, una fuente de alimentación ATX12V 2.0 moderna puede proporcionar un total de hasta unos 565 W.

Uno pensaría que 565 W serían suficientes para cualquier sistema. No es cierto, por desgracia. El problema, como siempre, es una cuestión de qué voltajes están disponibles y dónde. El conector de alimentación principal ATX12V 2.0 de 24 pines asigna una de sus líneas de +12 V a video PCI Express, lo que en el momento en que se lanzó la especificación se pensó que era suficiente. Pero las tarjetas de video PCI Express actuales más rápidas pueden consumir mucho más que los 72 W que puede proporcionar esa línea de +12 V dedicada. Por ejemplo, tenemos un adaptador de video NVIDIA 6800 Ultra que tiene un consumo máximo de +12 V de 110 W.

Obviamente, era necesario algún medio para proporcionar energía suplementaria. Algunas tarjetas de video AGP de alta corriente abordaron este problema incluyendo un conector Molex de disco duro, al cual podías conectar un cable de alimentación periférico estándar. Las tarjetas de video PCI Express usan una solución más elegante. El conector de alimentación para gráficos PCI Express de 6 pines, que se muestra en la Figura 16-6, fue definido por PCISIG (http://www.pcisig.org), la organización responsable de mantener el estándar PCI Express, específicamente para proporcionar la corriente de +12 V adicional necesaria para las tarjetas de video PCI Express rápidas. Aunque todavía no es una parte oficial de la especificación ATX12V, este conector está bien estandarizado y presente en la mayoría de las fuentes de alimentación actuales. Esperamos que se incorpore en la próxima actualización de la especificación ATX12V.

Figura 16-6: El conector de alimentación para gráficos PCI Express de 6 pines

El conector de alimentación para gráficos PCI Express usa un enchufe similar al conector de alimentación de +12 V, con contactos también clasificados para transportar 8 amperios. Con tres líneas de +12 V a 8 amperios cada una, el conector de alimentación para gráficos PCI Express puede proporcionar hasta 288 W (12 x 8 x 3) de corriente de +12 V, lo cual debería ser suficiente incluso para las tarjetas gráficas futuras más rápidas. Debido a que algunas placas madre PCI Express pueden soportar tarjetas de video PCI Express duales, algunas fuentes de alimentación incluyen ahora dos conectores de alimentación para gráficos PCI Express, lo que aumenta la potencia total de +12 V disponible para las tarjetas gráficas a 576 W. Sumado a los 565 W disponibles en el conector de alimentación principal de 24 pines y el conector de +12 V, eso significa que una fuente de alimentación ATX12V 2.0 podría construirse con una capacidad total de 1,141 W. (La más grande que conocemos es una unidad de 1,000 W disponible en PC Power & Cooling.)

Con todos los cambios a lo largo de los años, los conectores de alimentación de los dispositivos habían sido descuidados. Las fuentes de alimentación fabricadas en 2000 incluían los mismos conectores de alimentación Molex (disco duro) y Berg (disquetera) que las fuentes de alimentación fabricadas en 1981. Eso cambió con la introducción de Serial ATA, que usa un conector de alimentación diferente. El conector de alimentación SATA de 15 pines, que se muestra en la Figura 16-7, incluye seis pines de tierra y tres pines para +3.3 V, +5 V y +12 V cada uno. En este caso, el gran número de pines que transportan voltaje no tiene la intención de soportar una corriente más alta (un disco duro SATA consume poca corriente y cada unidad tiene su propio conector de alimentación) sino soportar las conexiones de hacer antes de romper (make-before-break) y romper antes de hacer (break-before-make) necesarias para permitir el hot-plugging, o conectar/desconectar una unidad sin apagar su alimentación.

Figura 16-7: El conector de alimentación Serial ATA ATX12V 2.0

A pesar de todos estos cambios a lo largo de los años, la especificación ATX ha hecho grandes esfuerzos para asegurar la retrocompatibilidad de las nuevas fuentes de alimentación con placas madre antiguas. Eso significa que, con muy pocas excepciones, puedes conectar una fuente de alimentación nueva a una placa madre antigua, o viceversa.

CUIDADO CON LOS SISTEMAS DELL ANTIGUOS

Durante algunos años a finales de la década de 1990, Dell usó conectores estándar en sus placas madre y fuentes de alimentación, pero con conexiones de pines no estándar. Conectar una fuente de alimentación ATX estándar a una de estas placas madre Dell no estándar (o viceversa) podría destruir la placa madre y/o la fuente de alimentación. Afortunadamente, estos sistemas son ahora tan antiguos que ya no son actualizables económicamente. Aun así, si te encuentras sustituyendo la fuente de alimentación o la placa madre en un sistema Dell antiguo, asegúrate absolutamente de que no sea una de las unidades Dell no estándar. Para hacerlo, verifica el número de modelo del sistema en el sitio web de PC Power & Cooling (http://www.pcpowerandcooling.com). PC Power & Cooling vende fuentes de alimentación de sustitución para estos sistemas Dell no estándar, pero dado que el más joven de estos sistemas ya es bastante antiguo, nadie sabe cuánto tiempo continuará PC Power & Cooling vendiendo estas fuentes de alimentación no estándar.

Incluso el cambio en el conector de alimentación principal de 20 a 24 pines no presenta ningún problema, porque el conector más nuevo mantiene las mismas conexiones de pines y codificación para los pines 1 al 20, y simplemente añade los pines 21 al 24 al final del diseño antiguo de 20 pines. Como muestra la Figura 16-8, un conector de alimentación principal de 20 pines antiguo encaja perfectamente en el conector de alimentación principal de 24 pines. De hecho, el zócalo del conector de alimentación principal en todas las placas madre de 24 pines que hemos visto está diseñado específicamente para aceptar un cable de 20 pines. Observa la repisa de longitud completa en el zócalo de la placa madre en la Figura 16-8, que está diseñada para permitir que un cable de 20 pines encaje en su lugar.

Figura 16-8: Un conector de alimentación principal ATX de 20 pines conectado a una placa madre de 24 pines

Por supuesto, el cable de 20 pines no incluye los cables extra de +3.3 V, +5 V y +12 V que están presentes en el cable de 24 pines, lo que plantea un problema potencial. Si la placa madre requiere la corriente extra disponible en el cable de 24 pines para operar, no puede funcionar usando el cable de 20 cables. Como solución, la mayoría de las placas madre de 24 pines proporcionan un zócalo de conector Molex (disco duro) estándar en algún lugar de la placa madre. Si usas esa placa madre con un cable de alimentación de 20 cables, también debes conectar un cable Molex desde la fuente de alimentación a la placa madre. Ese cable Molex proporciona los +5 V y +12 V extra (aunque no +3.3 V) necesarios para que la placa madre opere. (La mayoría de las placas madre no tienen requisitos de +3.3 V superiores a los que el cable de 20 cables puede cumplir; las que sí, pueden usar un VRM suplementario para convertir parte del +12 V adicional suministrado por el conector Molex a +3.3 V.)

Debido a que el conector de alimentación principal ATX de 24 pines es un superconjunto de la versión de 20 pines, también es posible usar una fuente de alimentación de 24 pines con una placa madre de 20 pines. Para hacerlo, asienta el cable de 24 pines en el zócalo de 20 pines, con los cuatro pines no utilizados colgando sobre el borde. El cable y el zócalo de la placa madre están codificados para evitar instalar el cable incorrectamente. Un problema posible se ilustra en la Figura 16-9. Algunas placas madre colocan condensadores, conectores u otros componentes tan cerca del zócalo del conector de alimentación principal ATX que no hay suficiente espacio para los cuatro pines extra del cable de alimentación de 24 pines. En la Figura 16-9, por ejemplo, esos pines extra se entrometen en el zócalo ATA secundario.

Figura 16-9: Un conector de alimentación principal ATX de 24 pines conectado a una placa madre de 20 pines

Afortunadamente, existe una solución sencilla para este problema. Varias empresas producen cables adaptadores de 24 a 20 pines como el que se muestra en la Figura 16-10. El cable de 24 pines de la fuente de alimentación se conecta a un extremo del cable (el extremo izquierdo en esta ilustración), y el otro extremo es un conector de 20 pines estándar que se enchufa directamente en el zócalo de 20 pines de la placa madre. Muchas fuentes de alimentación de alta calidad incluyen un adaptador de este tipo en la caja. Si la tuya no lo hace y necesitas un adaptador, puedes comprar uno en la mayoría de los proveedores de piezas de computadora en línea o en una tienda de computadoras local bien surtida.

Figura 16-10: Un cable adaptador para usar un conector de alimentación principal ATX de 24 pines con una placa madre de 20 pines

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