C2d147fe0f9dc9db3ddfa47118545795 買電源供應器最大的困擾是:市場選擇太多了,而且規格很複雜、要了解的數字也很多。為了買到合用的電源供應器還可以省荷包,整理了幾個重點:決定功率與規格、搞懂能源轉換守住荷包、電源供應器內部架構與運作模式,讓大家可以好好認識這個重要的電腦零組件。

快速瀏覽:

  • 第一式、決定功率與規格:
    • 負載不等於消耗功率、功率不用多足夠就好、避開功率規格陷阱、全套模組化更方便、ATX版本影響有限
  • 第二式、搞懂能源轉換守住荷包
    • 低轉換效率傷荷包、80 PLUS賣什麼藥?、大功率更需要高效率、採購前停看聽、有了80 PLUS還要PFC、功率因數幫你做環保、電源不是亂插就好
  • 第三式:電源供應器內部架構與運作模式
    • 過濾雜訊再進行轉換、電力怎麼轉換出來?、保護機制一個不能少、散熱風扇大才炫?、安規認證知多少?

何謂電源供應器?

電腦系統普遍採用的電源供應器,完整名稱是交換式電源供應器(Switching Power Supply或稱Power Supply Unit),一般定義為交流電轉直流電(AC to DC)或直流電轉直流電(DC to DC)形式。對多數桌上型電腦而言,其作用是將交流電(AC)室內電源轉換為直流電(DC),以驅動電腦零組件裝置。常見輸出功率為200W至500W之間,普遍應用在迷你桌機、主流規格系統上,至於100W以內功率產品,主要是以俗稱「變壓器」的形式存在,做為筆記型電腦等低功率需求設備的電源轉換供應裝置。

市場選擇多如牛毛

在賣場拾起雪花般飄來的報價單可以發現,電源供應器品牌數量多到超乎想像,近乎百餘款的選擇連編輯們眼睛都看花了。這些報價單,或說是廠商行銷訴求重點如出一撇,除了比輸出火力(即輸出功率負載),也較勁掛了80 PLUS認證哪種牌子(轉換效率高才夠威),並且強調採用「過鹹水」的電容器(日系才是王道?),要有模組化線材設計才能顯現玩家本色,最後還要來顆大尺寸散熱風扇涼爽一下。

耐心看完報價單上提供的這些資訊後,相信多數人還是一頭霧水沒個譜,能夠當場一眼看穿的,大概只有輸出功率、價格、效能認證這幾點差異而已,因為店家已經「大心」地幫大家整理好這些資料。不少人碰上這問題,選擇方法就傾向經驗法則(使用過,印象良好的產品)、託付口碑行銷(挑選鄉民大推機種),甚至是交由店家溫馨推薦。當然了,並不是說這麼做並不好,但如果你本身對電源供應有多一分認知,那麼選擇、比較起來就不會那麼傷腦筋,你說是吧?

不蓋你,報價單上陳列的產品只是冰山一角,上網搜索會發現選擇性居然高達上百款!

採購第一式:決定功率與規格

依自己選購產品的邏輯,規劃出後續文章段落順序,在實際採購流程上,當然還是可以依照個人習慣來改變,重點是能搞懂電源供應兩三事就好。

負載不等於消耗功率

電源供應器產品標示的功率數值,代表標準設計「輸出負載」能力,並非最高「消耗功率」值。輸出負載是指能夠提供給裝置使用的電源總和量,當裝置電力需求超出標示規格時,電源供應器大多會進入超載模式,除了供電穩定性容易出現變化之外,長時間使用下來也會折損產品壽命。至於電源供應器吃掉了多少市電,才是以消耗功率來表示,通常做為推算電費、評估不斷電系統採購規格、電力設備布局規劃的參考值。

另一方面,電源供應器並不是全時以最大輸出功率運作,實際輸出量視電腦裝置需求而定。相對來說,耗電量(即消耗功率)也是浮動狀態,輸出功率加上能源轉換效率值,才是實際消耗功率。並不用擔心大功率機種特別耗電,或是認為選擇小功率機種,能夠為你省下白花花的鈔票。新手朋友容易搞混這幾項特性,雖然對採購決策影響不算太大,搞清楚差異還是必要的歷程。

功率不用多足夠就好

功率的選擇說來不也難,主機板、記憶體查不到資料,那麼保守估計總合耗用50W大多足夠。至於耗電量同樣不詳的顯示卡,現在評測文大多會加入消耗功率測試項目,可以取其數值來當作參考。而硬碟機、燒錄器等儲存設備,則是會明確標示12V、5V電壓值的電流需求,自己簡單的將電壓值乘上電流值(套用歐姆定律公式,功率P=電壓V x 電流I),就可以得到尖峰消耗功率值。

將這些配備的理論消耗功率全部加總,就是採購電源供應器的「最低」功率規格要求。此話怎麼說呢?估算功率必需取裝置的瞬間、尖峰(Peak Loading)電源需求值,才不會讓電腦在緊要關頭出包死機。另一方面,電源供應器長時間以全負載(100%)運作,零件溫度、電流量等因素都會影響到產品壽命期,因此理想的最高負載值通常是抓70%至90%之間。意即如果評估配備平均瞬間功率約為300W,那麼建議購買350W的規格機種,才能兼顧壽命週期,並且預留小幅增加裝置的彈性空間。

避開功率規格陷阱

電腦各類裝置電壓需求有12V、5V、3.3V這3種規格,其中又以供應處理器、主機板、顯示卡、硬碟機的12V需求量最高,電源供應一般都會以12V、18A之類的方式,標示出各電壓的電流負載值。3.3V和5V部分是由12V降壓而來,有些產品會以合併計算輸出功率的方式標示,至於12V則是獨立計算。雖然這幾項數值不等於電源供應器的「標準」輸出功率,不過可以用來評估是否能夠承載特定裝置的電源需求。

選購產品時稍加留意並不難發現,知名大廠或是高價位機種,總和「標準」輸出功率通常大於規格標示值,基本上,我們可以將這類型機種視為足瓦產品。必需特別留意的就是,數據加總之後還達不到標示規格的產品,或者是「標準」輸出功率不足,但「超載」(或稱峰值)功率符合標示規格的產品。這類陷阱通常出現在型號編碼原則部分,比較規格時千萬記得睜大眼睛,別讓閱讀辨識直覺性高的型號給「誆」了。

▲「物大便是美」並非絕對,大功率機種體積相對來得大,機殼是否能夠容納也得留意到。

▲圖中範例產品規格,型號令人聯想到500W規格,額定標準輸出功率500W,3.3V與5V合併為152W、12V部分達432W,最大輸出負載總和584W,屬於標示誠實的機種。

▲圖中範例產品規格,型號令人聯想到510W規格,額定標準輸出功率僅431.5W,3.3V與5V合併為165W、12V部分達360W,最大輸出負載總和525W,有低規高標之嫌。

全套模組化更方便

電源供應器線材組模組化設計,是目前玩家之間的熱門話題與選擇,不可否認這確實是個好主意。畢竟多餘的線材整理、收納相當麻煩,擠在電腦機殼裡面不僅礙眼,還會妨礙冷熱交流。這些問題在小型化電腦主機上面更為嚴重,甚至還會造成組裝的不便利,偏偏不完美的是,目前只有ATX規格、300W以上的中高功率機種,才會提供這樣的設計。

選購這類型產品得特別留意「全套」與「半套」設計的差異,任何線材都可以自由插拔,理所當然是完全模組化設計,這也是編輯最為推薦的類型,才能將模組化的意義發揮到最高。至於某些產品將主機板電源、處理器輔助電源等,幾項系統必要的電源線材採用傳統固定式設計,模組化用在SATA、顯示卡輔助電源等線材組,這樣半套的設計方式好不好,就見仁見智了。

ATX版本影響有限

個人用電源供應器設計參考標準,是以Intel制定的ATX規範為主,Intel在不同時期推出的版本,大多是針對時下電腦平台的電源需求最佳化要求規格,其中包含轉換效率、電流輸出負載、電源接頭形式規格等等。概略上來說,ATX12V 2.0制定出20pin主電源接頭擴展為24pin,ATX12V 2.1提供PCI Express匯流排介面卡輔助電源。也就是說,目前市場上廣為流通的ATX12V 2.2版本產品,已經可以滿足大家應用上的需求,並不用太過於斤斤計較各版本間的差異。

除了ATX12V之外,主打商用電腦市場的EPS規範產品,大致上和ATX12V相容,可以交互搭配使用。不過需要特別留意的是,EPS12V規範的處理器輔助電源為8pin腳位設計,比ATX12V標準的4pin多出4支腳位,但是腳位定義與接頭規格形式某程度上相容。像是ATX12V電源供應器拿去接EPS12V主機板時,可能會發現供電量不足的問題,又或者是EPS12V處理器輔助電源無法插入ATX12V主機板。諸如此類的限制,採購前多加留意一下才好。

▲線材組全模組化(圖右)和半模組化(圖左)設計,筆者認為既然打定主意選模組化機種,當然就是要「全套」模組化才過癮。

許多中高階主機板不分Intel、AMD平台款式,處理器輔助電源都採用起EPS12V的8pin腳位設計,增加電源供應器搭配選擇彈性。

▲主機板主電源接頭:供應12V、5V、3.3V電源,採用20pin加4pin活動式設計,向下相容舊規格20pin腳位主機板。

處理器輔助電源接頭:供應12V電源,採用4pin加4pin活動式設計,向下相容舊規格20pin與EPS12V腳位主機板。

▲PCI-E 2.0輔助電源接頭:供應12V電源,採用6pin加2pin活動式設計,向下相容6pin的PCI-E 1.0電源規範顯示卡。

▲SATA電源接頭:供應12V、5V、3.3V電源,已經大量取代傳統4pin設計的Molex電源接頭,應用在儲存裝置上。

Molex電源接頭:供應12V和5V電源,一般俗稱大4pin接頭,目前應用性主要集中在連接風扇等周邊裝置。

▲3.5吋裝置電源接頭:供應12V和5V電源,早期主要為3.5吋軟碟機採用,不過目前重要性與使用機率極低。

(後面還有第二式:搞懂能源轉換守住荷包)

延伸閱讀:

螢幕面板怎麼挑?TN、MVA、IPS 各有什麼特色與優點

從 new iPad 看視網膜螢幕的特性、解析度技術與應用上的問題

無線分享器解惑:天線角度怎麼擺最好?實測給你看

使用 Facebook 留言

B21c18a91238ddf9e6205a9b5eaedc96?size=48&default=wavatar
3.  濱崎 (發表於 2012年7月27日 17:16)
好文一篇!但文章前段提到的[過鹹水]電容(日系)介紹,好像在後面文章中沒出現,可否再提示一番呢?
1334319607
5.  1334319607 (發表於 2012年7月27日 18:13)
感謝細心整理,受惠了<( ̄︶ ̄)>

"設計多變內行才了" 這句"讀"的有點頭暈
不小心讀成:"內行栽了"
Ed6adbd809263027776c7ce261c7587d?size=48&default=wavatar
6.  RB (發表於 2012年7月27日 18:47)
50W應該是指在估計尖峰值的時候,將主機板和記憶體兩項合併計算為50W耗電,其他CPU顯示卡硬碟之類的再另外往上加

另外,80PLUS只看20%輸出~100%輸出這段區間必須達到80%效率...也就是說一顆500W的電源要在輸出100~500W的負載時有80%效率,但是只輸出50W的時候可能只有70%效率,但是對於現在愛用變頻省電的各零件來說,放在桌面什麼都不做的閒置狀況是真的可能只有50W甚至更低的耗電
所以我自己的計算方式除了考慮尖峰負載以外,還會同時考慮閒置負載,並且讓這兩個值都落在電源的20~100%輸出區間,這樣買80PLUS的POWER才真的有意義

P.S.:舉個很爛的例子,你買一顆1000W的POWER來幫你的手機充電,充電只需要5V1A共計5W的輸出,結果因為輸出負載太低(才5%)導致POWER的效率只剩下50%,於是你給手機充5W你POWER實際吃了10W,這也是浪費...除了電力的浪費之外還有POWER買太好的浪費


風扇的部分還要考慮到機殼結構,尤其使用比較特殊結構的機殼時,例如POWER在CPU風扇的正上方,結果導致POWER的12CM和CPU風扇大搶風的悲劇結果(最近裝到的例子:銀欣SG02機殼,剛好就是POWER蓋住CPU風扇,這種就不見得適合大風扇型POWER,除非CPU散熱器再投資一筆去配合POWER風扇的氣流...
Charlie Chou
7.  Charlie Chou (發表於 2012年7月27日 21:20)
※ 引述《羅小日》的留言:
> 文章中,(那麼保守估計總合耗用50W)....有沒有這樣低50W..什麼平台

我現在的那台Atom桌機似乎有這種能耐...
(Atom D525 + 4G DDR3 + 250GB 7200rpm HDD 就這樣 沒了)
6aca46848e4beb2433674ea0792b28bc?size=48&default=wavatar
8.  goe (發表於 2012年7月28日 13:47)
※ 引述《Charlie20083》的留言:
> ※ 引述《羅小日》的留言:
> > 文章中,(那麼保守估計總合耗用50W)....有沒有這樣低50W..什麼平台

他是指主機板+記憶體的功耗
還沒加上CPU和顯卡、硬碟、光碟機等等
6a03e9bf11704cf5eb5505393d1268fe?size=48&default=wavatar
9.  to (發表於 2012年7月28日 15:05)
滿好奇為甚麼近年來的人都把fan打成了"風散"
但是講到電風扇時又會打對字

發表回應

謹慎發言,尊重彼此。按此展開留言規則