計算機 - 電源供應單元 (PSU)

什麼是電源供應單元 (PSU)？

電源供應單元，也稱為PSU，是必不可少的計算機硬體元件，它將交流電 (AC) 轉換為直流電 (DC)，然後向連線到系統的每個元件供電。電源將110-115或220-230伏交流電轉換為計算機可以使用的穩定的低壓直流電，其額定功率為其產生的瓦特數。

大多數電源都是開關模式 (SMPS)，這提高了效率並簡化了不同電壓輸入的設計。PSU 的能力在於其電源輸入的變化。

為什麼電源供應單元很重要？

電源是計算機系統中必不可少的元件，原因如下：

• 交流電轉直流電 − PSU 的主要功能是將交流電轉換為直流電，使計算機的重要元件（如主機板、CPU、GPU 和儲存驅動器）能夠正常工作，因為它們使用直流電執行。
• 電壓調節 − PSU 向不同的元件提供所需的電壓，以確保它們獲得所需的電壓以執行 +12V、+5V 和 +3.3V 的操作。
• 電源分配 − PSU 充當連線到系統的不同元件的電源分配器。
• 系統保護 − PSU 還保護系統免受過壓、短路和熱保護的影響。
• 能源效率 − 高效的電源可以降低電費和執行計算機的環境影響。

電源供應單元 (PSU) 如何工作？

電源供應單元的工作原理是將交流電轉換為直流電，並向連線到系統的不同元件提供所需的電壓。以下是演示 PSU 如何工作的步驟：

• 交流電壓作為輸入 − PSU 以交流電壓作為輸入。
• 整流 − 整流器將輸入的交流電壓轉換為直流電壓。
• 濾波 − 隨後，電容器對整流後的直流電源進行濾波，以平滑波動並消除紋波，從而產生更穩定的直流電壓。
• 開關 − 開關是將濾波後的直流電源傳送到高頻變壓器的過程；開關模式電源 (SMPS) 將直流電壓轉換為高頻交流電。這種高頻交流電允許使用更小、更高效的變壓器。
• 變壓和隔離 − 然後使用變壓器傳輸高頻交流電，該變壓器將電壓降至所需電平。該變壓器保持輸入和輸出之間的隔離，以提高安全性。
• 再次整流和濾波 − 變壓後的交流電壓透過二極體再次整流回直流電壓。然後再次用電容器對這個直流電進行濾波，以去除任何殘留的紋波，從而獲得穩定的直流電壓。
• 電壓調節 − 電壓調節器用於即使輸入電壓發生變化也能將輸出電壓保持在限值內。這對計算機的穩定執行至關重要。
• 輸出 − 使用指定的聯結器和電纜將調節後的直流電壓提供給連線到系統的每個元件。這包括 +12V、+5V 和 +3.3V 等常用電壓。
• 保護機制 − 現代 PSU 保護系統免受過壓、短路和熱保護的影響。
• 冷卻 − PSU 配備冷卻風扇，可在執行過程中保持系統的冷卻。

電源供應單元型別

電源型別如下：

• ATX標準 − 這些是最常見的電源，通常用於桌上型電腦系統。這些電源經過專門設計，可以與 ATX 主機板相容，並提供三個不同的正電壓軌：+3.3 V、+5 V 和 +12 V，以及 +5 V SB 的備用電壓軌，確保計算機在待機模式下也能獲得電源。
• 入門級電源規格 (EPS) − 基於 ATX 標準，此 PSU 專為伺服器設計。與 ATX 標準相比，它為關鍵應用程式設定了更穩定的環境，這使其成為關鍵伺服器的理想選擇。
• 小型尺寸 (SFX) − 這些 PSU 用於使用 MicroATX 主機板的小型尺寸計算機。這些是用於小型機頂盒（如 DVD 播放器和有線電視盒）的電源單元。
• 薄型尺寸 (TFX) − TFX 電源比傳統的 ATX 電源更長更薄，用於超薄和低剖面桌上型電腦。
• 模組化和半模組化電源 − 模組化 PSU 允許使用者使用電纜連線；此過程最大限度地減少了電纜雜亂並改善了氣流，而半模組化 PSU 使用固定和可拆卸電纜。
• 非模組化電源 − 所有電纜都是永久性的，不可拆卸。這些電源通常價格更低，但會導致更多的電纜雜亂。
• 筆記型電腦電源/交流介面卡 − 將交流電轉換為直流電以供電給筆記型電腦的外部電源。這些被稱為電源磚或交流介面卡。
• 不間斷電源 (UPS) − 一種外部裝置，在停電期間提供備用電源，而不是計算機的電源供應單元。它包含電池，如果主電源發生故障，可以在短時間內保持系統執行。

電源供應單元的功能

計算機中的電源供應單元 (PSU) 執行多種重要功能。其中一些如下：

• 電源轉換 − PSU 的主要功能是從壁式插座轉換交流電為直流電。通常，它提供多個直流電壓輸出，例如 +12V、+5V、+3.3V。
• 電壓調節 − PSU 向不同的元件提供所需的電壓，以確保它們獲得所需的電壓以執行 +12V、+5V 和 +3.3V 的操作。這對可靠執行和穩定電壓至關重要。
• 電源分配 − PSU 充當連線到系統的不同元件（如主機板、CPU、顯示卡、儲存裝置和外圍裝置）的電源分配器。
• 保護機制 − 它保護系統免受過壓、短路、熱保護和過溫的影響。
• 效率 − PSU 減少功率損耗並降低電費。
• 冷卻 − 它透過散熱和溫度管理來支援系統冷卻。
• 待機電源 − PSU 可以提供待機電源（通常為 +5VSB），以支援諸如 Wake-on-LAN 等功能，並允許系統在低功耗模式或系統關閉時執行特定任務。

如何選擇電源供應單元 (PSU)？

為您的計算機選擇合適的電源供應單元 (PSU) 時，需要考慮以下因素：

• 確定所需的瓦特數 − 您應該估計系統所需的總瓦特數，例如 CPU、GPU、主機板、RAM、儲存驅動器和任何外圍裝置。使用者還應記住系統的未來升級。
• 效率 − 高效的 PSU 可以降低電費。
• 聯結器和電纜 − 它確定 PSU 是否具有所需的聯結器和引腳。