ID.nl logo
Schakelende voedingen: efficiëntie op de vierkante centimeter
© Reshift Digital
Huis

Schakelende voedingen: efficiëntie op de vierkante centimeter

Tot zo’n beetje halverwege de jaren tachtig van de vorige eeuw was voor thuisgebruik eigenlijk alleen de klassieke netvoeding beschikbaar. Met de opkomst van de pc en later ook mobiele apparaten veranderde dat razendsnel. Schakelende voedingen zijn nu de norm. Maar waarom?

Eerst een stukje theorie wat netvoedingen betreft. Standaard werkt het overgrote deel van de kleine elektronica in huis niet op de 230 Volt netspanning; een wisselspanning met een frequentie van 50 Hz. Het gaat altijd om (veel) lagere gelijkspanningen. Vanaf een paar Volt zelfs. Om van die netspanning een veilige laagspanning te maken is in ieder geval een transformator nodig. Niet alleen brengt deze de spanning omlaag, maar zorgt ook voor een galvanische (ofwel elektrische) scheiding tussen de levensgevaarlijke netspanning en de gewenste laagspanning. Een transformator bestaat in z’n eenvoudigste vorm uit twee spoelen waarin een ijzerpakket is gebouwd. Aan de primaire kant wordt de netspanning aangesloten. Doordat deze spoel een magneetveld opwekt, werkt de andere – secundaire - spoel als een soort van dynamo. Ofwel: deze wekt spanning op. De hoogte van de spanning is afhankelijk van de verhouding tussen de wikkelingen van de primaire en secundaire spoel. Stel je hebt een primaire spoel met 3000 wikkelingen en een secundaire met 300. Dan is de verhouding 3000 : 300, ofwel de spanning wordt met een factor 10 verlaagd: 230 / 10 = 23 Volt. Met een beetje simpel rekenwerk kun je zo allerlei spanningen realiseren. Overigens: omhoog transformeren kan óók, maar zie je tegenwoordig niet heel veel meer in apparatuur voor thuis. Vroeger, in de tijd van de buizenradio en beeldbuis-tv was dat omhoog transformeren veel meer gemeengoed.

Gelijkrichten en afvlakken

We zijn er nog niet. We hebben nu een keurige laagspanning. Echter: het betreft hier een wisselspanning met een frequentie van 50 Hz. Dat is hoe de netspanning op de primaire spoel wordt aangeleverd (een transformator werkt alleen met wisselspanning!). Het overgrote deel van de elektronische apparatuur vereist gelijkspanning. Kortom: de wisselspanning moet gelijkgericht worden. Dat kan eenvoudig met een zogeheten bruggelijkrichter, bestaande uit een viertal diode’s (vaak in één elektronisch onderdeel samengebouwd). Is die klus geklaard, dan hébben we weliswaar een gelijkspanning, maar wel een heel bobbelige, bestaande uit halve sinusvormige spanningspulsen. Om daar een mooie, vlakke gelijkspanning van te maken wordt een condensator over de gelijkrichter heen geplaatst. Deze condensator houdt lading (kort) vast, zie het maar als een soort van batterij met een heel korte laad- en ontlaadtijd. Het resultaat: een netjes afgevlakte gelijkspanning. Vervolgens volgt veelal nog een elektronische schakeling die de spanning precies op de gewenste uitgangsspanning houdt, bijvoorbeeld 5 Volt. Ziedaar: het aloude principe van de lineaire voeding.

Meer vermogen, grotere transformatoren

An sich werkt die truc prima en was dan ook decennialang dé standaard voor het beschikbaar maken van laagspanningen voor elektronische apparaten. Nadelen zijn er ook. Ten eerste groeien transformatoren snel al naar gelang er meer vermogen nodig is. Een standaard pc ‘trekt’ al gauw 600 Watt of meer, verdeeld over diverse uitgangsspanningen. Dat zou een enorme en loodzware transformator opleveren. Ook de condensatoren na de gelijkrichter zouden gigantische capaciteiten (en dus afmetingen) moeten hebben. Dergelijke voedingen zag je vroeger wel eens in een mainframe-computer. Veelal was het dan een aparte, zware kast met daarin een grote transformator en een arsenaal aan grote condensatoren. Een laatste nadeel van lineaire voedingen is, dat de efficiëntie te wensen over laat. Veel gaat verloren in de vorm van warmte.

©PXimport

Frequentie omhoog

Nu is het zo, dat transformatoren efficiënter worden al naar gelang de frequentie stijgt. Kortom: als je de frequentie verhoogt alvorens de wisselspanning de transformator in gaat biedt dat voordelen. Gangbaar voor dit soort schakelende voedingen is een frequentie ergens tussen de 20 kHz en 2 MHz. Om een wisselspanning met die frequentie te realiseren, wordt eerst de netspanning direct gelijkgericht. De hoge resulterende spanning wordt door een oscillator gebruikt om een wisselspanning met een frequentie van ergens tussen die genoemde 20 kHz en 2 MHz op te wekken. Die wisselspanning gaat vervolgens een transformator – met nu lekker bescheiden afmetingen – in. Daarna wordt de zaak (weer) gelijkgericht en afgevlakt. Dankzij de hoge frequentie van de wisselspanning is nu maar een relatief bescheiden condensator nodig. Vaak zie je verder dat de oscillator voor de transformator via het spanningsstabilisatiecircuit wordt aangestuurd. Het levert een ongelooflijk efficiënt geheel op meet een hoog rendement. Mits goed uitgevoerd.

Veiligheid

In dat laatste zinnetje hierboven zit ‘m de kern van het probleem. Je hebt vast al gemerkt dat je een schakelende voeding (in de vorm van bijvoorbeeld een telefoonlader) voor een paar Euro op eBay, bij AliBaba of de Action kunt kopen. Terwijl een merklader van bijvoorbeeld Apple, Samsung of Sony beduidend meer kost. Dat heeft alles te maken met kwaliteit en veiligheid. Bij de ultragoedkope adapters is veelal alleen de allernoodzakelijkste elektronica ingezet om een min of meer stabiele uitgangsspanning te realiseren. Vaak is bezuinigd op filters, met als gevolg dat die goedkope adapters verschrikkelijk storen op bijvoorbeeld aangesloten apparatuur, maar ook radio’s en dergelijke in de omgeving. Ernstiger is, dat de gemiddelde Chinese wegwerp-fabrikant het onderwerp veiligheid vaak volledig negeert. En dat bijvoorbeeld geen of niet voldoende scheiding is aangebracht tussen onderdelen die hoog- en laagspanning voeren. Met telkens weer trieste verhalen tot gevolg. Elektrocutie in de badkamer komt nog altijd te vaak voor. Daar zal je geen last van hebben met een correct, veilig en gecertificeerd opgebouwde adapter. Maar een goedkope Chinees kan zomaar de volle netspanning op een van de pinnen van je laadplug hebben staan. Merk je niks van, totdat je én je ladende telefoon én een geaard onderdeel in huis (verwarming, kraan, vol bad) aanraakt. Of je ladende mobiel in het bad laat vallen. Dan gaat het ineens gruwelijk mis.

©PXimport

Goedkoop is duurkoop

Ook zijn de supergoedkope laders vaak ondergedimensioneerd. Hetgeen betekent dat ze ofwel snel warm worden, ofwel een korte levensduur hebben (of allebei). Goedkoop is duurkoop, geldt ook nu maar weer eens. Ja, een merklader is duurder. Maar ook significant veiliger in alle opzichten. Betaal liever twee of drie tientjes voor een veilige lader die de rest van je leven meegaat (de USB-exemplaren zijn voor van alles en nog wat te gebruiken!) dan voor een el cheapo lader van onduidelijke herkomst. Tenzij je van spelletjes als Russisch Roulette houdt.

En die ‘oude’ netvoeding?

Is die klassieke netvoeding nu helemaal verleden tijd? Nee, want dat ding heeft ook zo z’n specifieke voordelen. Een nadeel van schakelende voedingen is dat ze (hoogfrequent) ruis introduceren. Dat stoort op bijvoorbeeld hifi-apparatuur en allerhande andere meer gevoelige elektronica. Nu is die ruis wel weg te filteren, maar dat vergt weer extra elektronica. En op een gegeven moment bereik je een omslagpunt waarbij dat economisch niet meer lonend is. Vandaar dat je in die genoemde hifi-apparatuur nog heel vaak klassieke, niet-schakelende voedingen aantreft. De uitgangsspanning van een dergelijke voeding is – mits goed ontworpen natuurlijk – vrij van HF-ruis en andere hoogfrequente storingen. Voor heel specifieke toepassingen blijft die ‘oude’ voeding dus nog gewoon in gebruik.

©Aleksandr Stepanov

▼ Volgende artikel
Wanneer heb je HDMI 2.1 écht nodig (en wanneer is het weggegooid geld)?
© Dennis
Huis

Wanneer heb je HDMI 2.1 écht nodig (en wanneer is het weggegooid geld)?

HDMI 2.1 is de nieuwste standaard voor beeldoverdracht, maar lang niet iedereen heeft de extra bandbreedte ook écht nodig. Vooral voor gamers met een PlayStation 5, Xbox Series X of krachtige pc is het relevant. Kijk je alleen films of televisie? Dan volstaat de oudere aansluiting vaak prima. Wij leggen uit waar de grens ligt.

Als je momenteel op zoek bent naar een nieuwe televisie of monitor vlíegen de technische termen je om de oren. HDMI 2.1 wordt door fabrikanten en winkels vaak gepresenteerd als een absolute noodzaak voor een scherm dat klaar is voor de toekomst. Hierdoor ontstaat de angst dat je een miskoop doet als je kiest voor een model met de oudere HDMI 2.0-standaard. Toch is dat in veel Nederlandse huiskamers een misvatting, want de voordelen zijn nogal specifiek. Veel consumenten betalen onnodig extra voor een functie die ze technisch gezien nooit zullen activeren. Na het lezen van dit artikel weet je precies of jij die snelle poort nodig hebt, of dat je dat budget beter aan een groter scherm of beter geluid kunt besteden.

De kern van het probleem: bandbreedte

Het fundamentele verschil tussen de gangbare HDMI 2.0-standaard en de nieuwere 2.1-versie zit 'm in de digitale snelweg die ze bieden. Je kunt het zien als een waterleiding: door een 2.1-kabel kan veel meer water (of dus data) tegelijk worden gepompt (48 Gbit/s in dit geval) dan door de oudere 2.0-variant (die 'maar' 18 Gbit/s kan verwerken). Die extra ruimte is nodig voor 4K-beelden met een zeer hoge verversingssnelheid (120 beelden per seconde) of voor extreem hoge resoluties zoals 8K.

Een hardnekkige mythe is dat HDMI 2.1 het beeld altijd mooier maakt. Dat is onjuist. Als je naar een Netflix-serie kijkt in 4K, ziet dat er via een 2.0-poort exact hetzelfde uit als via een 2.1-poort. De kabel verandert niets aan de kleuren, de scherpte of het contrast; hij zorgt er alleen voor dat het signaal 'erdoor' past. Pas als er een file op de kabel ontstaat (omdat je te veel beelden per seconde wilt versturen) wordt de nieuwe standaard noodzakelijk. Zolang je dataverbruik onder de limiet van HDMI 2.0 blijft, voegt versie 2.1 niets toe aan de beeldkwaliteit.

Wanneer werkt dit wél goed?

HDMI 2.1 komt pas echt tot zijn recht als je de grenzen van beweging en snelheid opzoekt. Dat is vrijwel exclusief het domein van de fanatieke gamer. Heb je een PlayStation 5 of Xbox Series X in huis en wil je games spelen in de hoogste 4K-resolutie met 120 beelden per seconde (120 Hz)? Dan is een HDMI 2.1-aansluiting op je tv onmisbaar. Zonder deze poort blijft je console steken op 60 beelden per seconde, wat minder vloeiend oogt bij snelle shooters of racegames.

Ook pc-gamers met een zware, moderne videokaart (zoals de NVIDIA RTX 40- of 50-serie) profiteren hiervan als ze hun pc op de tv aansluiten. Naast de snelheid biedt de 2.1-standaard ondersteuning voor Variable Refresh Rate (VRR). Dat zorgt ervoor dat de televisie zijn verversingssnelheid continu aanpast aan de spelcomputer, wat haperingen en 'tearing' (waarbij het beeld in tweeën lijkt te breken) voorkomt. Daarnaast is er Auto Low Latency Mode (ALLM), een signaal waardoor je tv automatisch naar de spelmodus schakelt zodra je de console aanzet. Voor wie de maximale prestaties uit een moderne spelcomputer wil halen, is HDMI 2.1 dus een logische en eigenlijk verplichte keuze.

Oké, maar wanneer werkt dit níet goed?

Voor de gemiddelde kijker is de meerwaarde van HDMI 2.1 nagenoeg nihil. Kijk je voornamelijk lineaire televisie (nieuws, talkshows), sportwedstrijden, films op Blu-ray of series via streamingdiensten als Disney+ en Videoland? Dan kom je nooit in de buurt van de bandbreedte die HDMI 2.0 niet meer aankan. Films en series worden vrijwel altijd gemaakt en uitgezonden in 24, 30 of maximaal 60 beelden per seconde. Een standaard HDMI 2.0-aansluiting kan 4K-beeld op 60 Hz fluitend aan, inclusief HDR (High Dynamic Range).

Ook voor bezitters van een oudere of minder krachtige spelcomputer, zoals de PlayStation 4, de Xbox One of de Nintendo Switch, voegt de nieuwe poort niets toe. Het signaal dat deze apparaten uitsturen is simpelweg niet zwaar genoeg om de bredere snelweg nodig te hebben. Je koopt in dat geval een Ferrari om er vervolgens alleen maar mee in een 30-kilometerzone te rijden. Je betaalt voor capaciteit die ongebruikt blijft, terwijl je dat geld wellicht beter had kunnen investeren in een tv met een beter contrast of hogere helderheid.

Dealbreakers

Er zijn specifieke situaties waarin het blindstaren op HDMI 2.1 je keuze onnodig beperkt of zelfs leidt tot een slechtere aankoop. Dit zijn de harde grenzen:

Je zoekt een televisie in het budgetsegment. In de lagere prijsklassen is de term HDMI 2.1 vaak misleidend. Fabrikanten mogen de term soms gebruiken omdat de tv één specifieke feature ondersteunt (zoals ALLM), terwijl het paneel zelf technisch helemaal geen 120 Hz kan weergeven. Je koopt dan een tv met een 2.1-sticker, maar zonder het daadwerkelijke voordeel van vloeiend beeld. In dit segment is beeldkwaliteit altijd belangrijker dan het versienummer van de poort.

Je wilt alleen beter geluid via een soundbar. Vaak wordt gedacht dat je voor de beste geluidsoverdracht (eARC) per se een volledige HDMI 2.1-tv nodig hebt. Hoewel eARC officieel onderdeel is van de 2.1-specificaties, hebben veel fabrikanten deze functie ook toegevoegd aan televisies die verder gewoon op HDMI 2.0 draaien. Als je doel puur het doorsturen van Dolby Atmos-geluid is, is een volledige HDMI 2.1-poort dus geen harde eis, zolang eARC maar specifiek wordt vermeld.

Je kijkt puur films en series. Als je geen gamer bent, is er geen enkel scenario waarin HDMI 2.1 je kijkervaring verbetert. Het sluit een heleboel uitstekende oudere of goedkopere modellen uit die misschien wel een veel mooier OLED- of QLED-paneel hebben, maar niet de nieuwste aansluitingen. Beeldkwaliteit (zwartwaarden, kleur) wint het voor de filmkijker altijd van bandbreedte.

©DC Studio

Wat betekent dit voor jouw situatie?

Om de juiste keuze te maken, moet je kritisch kijken naar wat er in je tv-meubel staat of komt te staan. De vuistregel is eenvoudig: ben jij iemand die elke frame telt in een online shooter en heb je de hardware om dat te genereren? Dan moet HDMI 2.1 bovenaan je wensenlijst staan; zonder die poort knijp je de prestaties van je dure console af en mis je de soepelheid waarvoor je betaald hebt.

Ben je daarentegen een filmliefhebber die geniet van de hoogste beeldkwaliteit in HDR, of kijk je vooral sport? Richt je dan op het contrast, de helderheid en de kleurweergave van het paneel. Een kwalitatief hoogwaardig paneel met een 'oudere' aansluiting geeft een indrukwekkender plaatje bij films dan een middelmatige tv die toevallig wél een 2.1-aansluiting heeft. Laat je niet gek maken door het idee van toekomstbestendigheid als de beloofde toekomst niet aansluit bij jouw kijkgedrag.

Dus...

HDMI 2.1 is essentieel voor gamers met een PS5, Xbox Series X of krachtige pc die willen spelen in 4K bij 120 Hz. Voor filmkijkers, serie-bingers en tv-kijkers biedt de standaard geen zichtbare beeldverbetering ten opzichte van HDMI 2.0. De extra bandbreedte is puur bedoeld voor zeer hoge framerates die videocontent niet gebruikt. Kies alleen voor HDMI 2.1 als je hardware hebt die deze snelheid daadwerkelijk kan benutten. In alle andere gevallen is de kwaliteit van het beeldscherm zelf veel belangrijker dan het type aansluiting.

▼ Volgende artikel
Alles over Highguard - waarom heeft iedereen het over deze shooter?
© Wildlight Entertainment
Huis

Alles over Highguard - waarom heeft iedereen het over deze shooter?

Op 26 januari kan de wereld aan de slag met Highguard. Het lijkt erop dat iedereen weet wat Highguard is, terwijl tegelijkertijd ook niemand precies weet wát Highguard nou precies is. In dit artikel zetten we dus uiteen wanneer je de game kunt spelen, en waarom deze titel van Wildlight Entertainment zoveel aandacht krijgt.

Releasedatrum van Highguard

Highguard is vanaf vandaag, 26 januari, rond 19:00 uur Nederlandse tijd beschikbaar op pc, PlayStation 5 en Xbox Series X en S. De exacte releasetijd is nog niet bekend, maar vermoedelijk zal de game rond die tijd op alle platforms beschikbaar worden.

Daarbij is het spel free-to-play, dus je hoeft niets te betalen om Highguard te spelen. Daarbij ondersteunt de game crossplay en cross-save, dus je kunt de game samen met vrienden op andere platforms spelen en je progressie op andere platforms meenemen. Het spel is niet te preloaden, maar vereist op pc in ieder geval 25 GB aan beschikbare opslagruimte.

Met de lancering van het spel zendt ontwikkelaar Wildlight Entertaiment om 19:00 uur Nederlandse tijd ook direct een zogenaamde Launch Showcase uit op YouTube - ook hieronder te bekijken. De studio belooft in deze showcase een ‘deepdive in de gameplay’ van Highguard te tonen, de contentplannen voor het eerste jaar uit de doeken te doen en nog ‘veel meer’. 

Watch on YouTube

Wat is Highguard?

Aan team-based PvP heroshooters als Overwatch is geen gebrek, maar Highguard lijkt zich bij die groep te scharen. Het spel wordt ontwikkeld door Wildlight Entertainment, dat weer bestaat uit oud-ontwikkelaars van onder andere Titanfall en Apex Legends. Mensen die dus meer dan prima shooters in elkaar hebben gedraaid, waardoor de interesse toch ietwat gewekt wordt. 

Ieder team in de game bestaat uit drie zogenaamde Wardens, waarvoor verschillende personages gekozen kunnen worden. In de trailer zien we bijvoorbeeld een ridderachtige personage, die met een speciale vaardigheid elektrische stokken rond kan gooien. Ook is er een groot ijsmonster dat schijnbaar muren kan laten verschijnen, een soort cowboy met beestachtige klauwen en een personage dat met messen kan gooien. Ook heeft ieder personage schijnbaar toegang tot geweren om het vijandelijke team mee te bevechten.

Het doel van een potje is namelijk het vinden van de ‘Shieldbreaker’, een soort groot zwaard waarmee je de basis van de tegenstanders open kan breken en uiteindelijk overnemen. Wanneer dit lukt is het potje gewonnen. In de context van de game krijgt jouw team op die manier de controle over het continent. 

©Wildlight Entertainment

Waarom is er zoveel om Highguard te doen?

Wildlight positioneert de game in hun marketing als een “nieuw soort shooter”, maar veel spelers zijn op basis van de trailer nog niet overtuigd. Highguard doet qua opzet van de potjes wel een paar dingen anders dan hero-shooters als Overwatch en Marvel Rivals, maar zoals Concord in 2024 liet zien is de huidige markt voor dit subgenre binnen shooters redelijk verzadigd. Velen zijn simpelweg nog niet overtuigd dat Highguard daadwerkelijk iets vernieuwends met zich mee weet te brengen.

Dit valt ook te verwijten aan een opvallend gebrek aan marketing van de game. Zo’n anderhalve maand voor release hoorden we voor het eerst van Highguard, toen de trailer werd getoond als afsluiter van The Game Awards. Normaliter is de laatste aankondiging van die show een van de hoogtepunten, maar Highguard wist mensen niet te enthousiasmeren. 

De gesprekken rondom Highguard werden echter nog vreemder, toen opviel dat Wildlight geruime tijd niets meer plaatste op sociale media over de game. Na de initiële aankondiging van de game werd er wekenlang niets meer geplaatst op het X-account van Highguard, tot drie dagen voor launch - toen het bedrijf een countdown startte. Ook dit maakte het lastig om enthousiast te worden voor Highguard. 

©Wildlight Entertainment

In de afgelopen dagen doken er berichten en geruchten op die stelden dat Geoff Keighley - de presentator en oprichter van The Game Awards - Highguard specifiek had uitgekozen als afsluiter van The Game Awards, omdat hij hier wel iets in zag. Op 25 januari plaatste Keighley een gif op X, waarin John Hammond uit Jurassic Park zegt: “Over 48 uur accepteer ik jullie verontschuldigingen”. 

Natuurlijk gunnen we iedere game waar tijd en passie in heeft gezeten het beste, maar het is ook niet te ontkennen dat het verhaal rondom Highguard op zijn minst frappant te noemen is. Nou ja, vanaf 19:00 uur kunnen we het spel zelf onder handen nemen. Verwacht daarom binnenkort impressies op onze socials en ID.nl.