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。
通常呈抛物线状态,一般情况,在 40% - 50% 的负载下,转化率最高。前期转化率提升快,后面负载率下降得慢
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 0.9 | 88% / PF 0.9 | 90% / PF 0.9 | 92% / PF 0.95 | 94% |
| 100% | 80% / PF 0.9 | 82% | 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。
FPU 是 AIDA64 软件内,对 CPU 系统稳定性测试的一项,在这个测试中,可以让 CPU 跑满,然后通过传感器看到 CPU 的实时功耗
Furmark 是 GPU 测试软件(也称”甜甜圈“),搭配 GPU-Z 软件读取 GPU 的实时功耗。
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 |
|---|---|---|---|
| ATX | Advanced Technology eXtended,俗称 PS/2 | 150 × 86 × 140 mm | 最常用,从入门到大功率都覆盖 |
| SFX | Small Form Factor | 125 × 63.5 × 100 mm | 小机箱,多为 8cm 风扇,同瓦数比 ATX 贵 |
| SFX-L | SFX-Large | 125 × 63.5 × 130 mm | SFX 加长版,可装 12cm 风扇;行业事实规范,非 Intel 原始规范 |
| TFX | Thin Form Factor | 85 × 65 × 175 mm | 品牌机窄机箱,细长条 |
| Flex ATX | FlexATX | 81.5 × 40.5 × 150 mm | 1U 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-modular | 24pin 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
另外一个接口层面的演进是 ATX12VO,电源只输出 12V,3.3V 与 5V 交给主板降压转换,电源侧接口相应简化。
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 EPS12V | 1 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)
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