Power supply unit

概述

参考:

Power supply unit(电源单元) 将市电交流电,转换为低压稳压的直流电,为 Computer 内部组件供电。

电气指标

转化率 # 也称为“输出转化效率”。$\frac{直流输出}{交流输入}=转换率$。假设输出需要 300W,在 80% 转化率的情况下,需要 375W 输入,其中损耗的 75W 转换为热量,需要通过散热方式排除。

功率因数 # 功率因数越接近 1,有功功率的占比越高。功率因数反应了视在功率的真正利用率。

80 PLUS 认证 # 在不同负载下,功率因数 和 转化率 的指标。分为 115V 和 230V 两种规则。

负载\类型白牌Bronze(铜牌)Silver(银牌)Gold(金牌)Platinum(白金牌)Titanium(钛金牌)
10%——————————90%
20%80%82%85%87%90%90% / PF 0.95
50%80%85% / PF 0.988% / PF 0.990% / PF 0.992% / PF 0.9594%
100%80% / PF 0.982%85%87%89%90%

总结一下:80 PLUS 只有转化率的指标(转化率对电费的影响在 5 年的计算范围中,最多大概不超过 500 元)。其他的诸如 接口数量、线材长度、工作温度、输出波纹、电压偏离、保持时间、交叉负载、过载保护、etc. 指标都没有作为评测指标。高转化率通常是高品质元器件和高级方案所带来的附加增益效果,因为一般用料更好的,转化率通常也越好。

如何选择合适的电源功率?

Thermal design power(散热设计功耗,简称 TDP) 有时候作为厂家说明中的“基础功耗“,但是 TDP 对消费者来说没有太多参考价值12(因为睿频等原因,CPU 跑满的话,实际功耗可能是 TDP 标的 2 倍还多)。

通过搜索引擎搜索要买的 CPU 的 FPU 与 GPU 的 Furmark,找到各种评测出来的功耗。然后再留一些功耗余量(尽量不然电源满载),让电源的额定功率达到最高功耗的 120% 即可。

另外,比较简单直接的可以参考 “装机小助手” 小程序中描述:建议选择 额定功率 大于 预估功耗 300W 以上为佳。e.g. 预估功耗约 350W,建议选择 650W 以上的电源。

外形规格

电源的 Form factor(外形规格) 有独立于主板的一整套规范(Intel《Power Supply Design Guide for Desktop Platform Form Factors》),与主板的 ATX / mATX / ITX 不是同一张表,只是 ATX、SFX 这类简称重名。规范规定电源的三维尺寸、风扇朝向与接口定义,从而决定它能装进哪种机箱。

规格全称尺寸(W × H × D)描述
ATXAdvanced Technology eXtended,俗称 PS/2150 × 86 × 140 mm最常用,从入门到大功率都覆盖
SFXSmall Form Factor125 × 63.5 × 100 mm小机箱,多为 8cm 风扇,同瓦数比 ATX 贵
SFX-LSFX-Large125 × 63.5 × 130 mmSFX 加长版,可装 12cm 风扇;行业事实规范,非 Intel 原始规范
TFXThin Form Factor85 × 65 × 175 mm品牌机窄机箱,细长条
Flex ATXFlexATX81.5 × 40.5 × 150 mm1U 机箱、迷你主机,小风扇噪音大
etc.还有 CFX 等更少见的规格。

服务器与工业侧不走这套体系:

  • 机架冗余电源 # 1U/2U 电源模块(CRPS 规范,约 73.5 × 40 × 265 mm),靠金手指插在背板上,支持热插拔与 N+1 冗余,可跨品牌替换
  • 通信电源 # 与机架冗余电源同一思路:整流模块 + 配电 + 监控,按需加模块扩容。输出是 -48V 直流,不是 ATX 那套 12V/5V/3.3V
  • 工业电源 # 开放式框架(open frame)、导轨式(DIN rail)
  • 分离式 # 外置适配器(砖头)+ DC-ATX 直插模块,市电在机箱外转换,机箱内只留一块 DC-DC 板

模组化电源

参考:

Modular power(模块化电源) 指输出线材与电源本体之间是否可插拔,与电源本身的电气素质无关,只影响理线与换线。

类型特征取舍
非模组 Non-modular线材全部直出焊死最便宜,接触点最少
半模组 Semi-modular24pin 主板与 CPU 供电直出,其余可插拔成本与理线折中
全模组 Fully modular全部可插拔,含 24pin理线最自由,可换定制线

接口是不是统一标准? 分设备侧与电源侧,结论完全不同。

  • 设备侧是标准 # 24-pin ATX、4+4 EPS12V(CPU)、6+2 PCIe、SATA、Molex、12V-2x6(12VHPWR),都写在 Intel ATX 规范里,任何品牌的线插上都能用
  • 电源侧不是标准 # 模组盘上的插座排布与针脚定义由各家自定,ATX 规范未作规定。同样是 8-pin,A 家可能是 CPU 供电,B 家可能是 PCIe,+12V 与 GND 的顺序还可能不同;兼容性只能按「品牌 + 系列/代际」划分(e.g. Corsair Type 3 与 Type 4 不通用,各家定制线都要指定型号)
  • 服务器侧是标准 # CRPS 的金手指与机箱背板接口由规范定义,可跨品牌热插拔

模组线

通常情况下,全模组化的电源通常要包含 4 类模组线:

线材规格数量
主板供电24-pin ATX(20+4 可拆分,兼容老主板)1 条必插
CPU 供电4+4 / 8-pin EPS12V1 条,中高端主板要 2 条(8+8 或 8+4)
显卡供电6+2 / 8-pin PCIe;新卡是 16-pin 12V-2x6按显卡,1~4 条
存储供电SATA 电源每块 2.5"/3.5" 盘一条,一般 2~4 条
etc.

品牌

鑫谷(七彩虹子公司)、行家、长城、金河田、大水牛(TODO: 不分先后,从评论里抄的)