什么是电源？以及它如何运作？

什么是电源？

电源将交流电 （AC）转换为计算机组件需要发挥作用的连续能量，称为直流电 （DC）。与某些非强制使用的硬件组件（例如SSD）不同，电源是至关重要的部分，因为没有它，内部的其余硬件将无法工作。

电源通常缩写为PSU ，也称为电源。主板，盒子和电源有不同的尺寸，称为“外形尺寸”。这三个元素必须兼容才能正常工作。

盒子里的电源

电源安装在盒子或机箱的背面。如果您沿着连接在墙上的计算机电源线进行连接，则会看到它已连接至电源背面。

背面是大多数人看到的电源的唯一部分。背面还有一个风扇开口，用于将空气输送到PC机箱的背面。

电源盒的朝向盒子外侧的一侧具有一个三脚的公孔， 电源线可插入该孔，另一端直接连接至壁装电源插座。

它还通常包括一个电源开关和一个在非常非常低的电平源上的红色电压开关。

在PC内部，大量电缆从源头伸出。位于电缆两端的连接器连接至计算机内的各种组件以供电。

有些连接器专门设计用于连接到主板，而另一些则具有适用于硬盘驱动器，光盘驱动器，图形卡的连接器…

电源的功率单位为瓦特，以显示它们可以为计算机提供多少功率。由于计算机的每个部分都需要一定数量的电源才能正常运行，因此拥有可以提供正确数量的电源（PSU）非常重要。

电源如何工作

如果存在对计算机的运行至关重要的任何组件，则它就是电源。没有它，计算机就是装满塑料和金属的惰性盒子。

电源使用开关技术将交流输入转换为较低的直流电压。最常用的电压是：

3.3伏5伏12伏

如今，大约90％或95％的负载在12V电源轨上。因此，其他导轨保持在越来越次要的位置。

电源的功率始终以瓦特为单位 。瓦特是电压（伏特）与电流（安培或安培）的乘积。

如今，可以通过一个小按钮打开计算机，然后通过菜单选项或按钮本身来关闭计算机。这些选项已在几年前集成到标准PSU中。

以此方式， 操作系统能够向PSU发送信号，以信号通知其关闭。该按钮将5伏信号发送到电源，以告诉您何时打开。该电源还具有一个电路，该电路即使在关闭计算机电源的情况下也可以在待机状态下提供电源，称为5VSB（5伏待机），以便可以使处于待机状态的设备能够工作，并且可以打开电源。。

在大约1980年之前，电源往往很笨重。他们使用大型笨重的变压器和巨大的电容器将120伏和60赫兹的线路电压转换为5伏和12伏直流电。

今天使用的电源更轻，更小（有ATX，SFX和其他尺寸）。它们将电流从60 Hz（Hz，或每秒周期数）转换为更高的频率，从而转化为每秒更多的周期。这种转换允许电源中的小型轻量变压器将实际电压降低115伏（在欧洲和世界上大多数国家为230伏），以降低该特定组件所需的电压。

与原始60 Hz交流线路电压相比，PSU提供的高频交流电也更易于过滤和整流，从而减少了电压波动和敏感计算机电子设备的噪声。

开关电源仅从交流电源中获取所需的电源。标签上指示了电源的典型电压和电流。

电源标准化

多年来，至少有六种不同的PC电源标准。几十年前，业界决定使用基于ATX的电源。

ATX是一项工业规范，也就是说，PSU具有适合标准ATX盒的物理特性，以及具有可与ATX主板配合使用的电气特性。

PC电源线使用标准的连接器，并且其设计方式使其很难连接错误的连接器。此外，风扇制造商通常使用与磁盘驱动器或外围设备（Molex）的电源线相同的连接器，从而使风扇轻松获得所需的12伏特。

电源问题

计算机的电源肯定是最有可能发生故障的组件，因为每次使用时它都会发热然后变冷，并且在打开PC时会接收到第一个AC输入。

风扇不工作，连续不断的随机PC重新启动，负载崩溃，甚至游戏性能问题都可能是故障，质量差或电源不足的征兆。您应该知道，源的组件会随着时间的推移而退化，十年前是850W的源，而今天可能是650W，它的性能也会受到影响并危及您的组件。

高质量的字体应该可以持续使用10年之久。无论如何，我们建议如果您要更新设备并且喷泉已经使用了10年左右，则应该对其进行更换以保证其质量。

对于您怀疑是电源故障的任何问题，您都可以处理保修，然后尝试使用另一台设备。但是，切勿打开维修该设备。许多人会不同意，但是由于内部组件的复杂性， 打开它所带来的保修无效，并且应该考虑电击甚至断开的可能性。

如果没有电气原理图和/或电子学方面的高级知识，则很难修复电源中的故障。

电源改善

如今，独立的电源中出现了新的内部设计，例如VRM（电压调节模块）电压调节。它们是DC-DC源。它的主要优点是当负载不平衡时不会触发电压，这种情况在当前的PC中非常常见（记住12V负载与其他电源轨相比）。

Web服务器上的最新设计包括提供备用电源的电源，该备用电源可以在使用其他电源时进行交换。

一些新计算机，特别是设计为用作服务器的计算机，会提供冗余的PSU，即计算机中有两个或多个PSU，其中一个提供电源，另一个充当备份。

如果主源发生故障， 备用源将立即接管。然后可以在使用其他电源时更改主电源。

外部电源

但是，并非仅有PC内部的电源。另一种电源类型是外部电源。

例如，某些游戏机的电源连接到电源线，该电源线必须位于游戏机和墙壁之间。在其他情况下，电源内置在某些外部硬盘驱动器中，如果设备无法通过USB从计算机提取足够的电源，则需要使用此电源。

外部电源是有益的，因为它们使设备更小，更有吸引力。但是，其中某些类型的电源非常大，其放置可能会出现问题。

电流峰值

电源通常是电涌和电流尖峰的受害者，因为这是设备接收电能的地方。因此，通常建议将设备插入带有断路器的UPS或电涌保护器中。

威力

PSU额定值通常是选择电源的最明显指标。如果选择电源很少的电源，则系统消耗的功率将超过PSU提供的功率时，系统将关闭。相反，购买一吨瓦可能会浪费金钱。那么最方便的是什么？

关键是为您的PC创建估计的功耗。每个新组件都会改变系统保持运行所需的瓦数。总体而言，我们正在朝着节能的方向发展，新的CPU和GPU的消耗越来越少。

要估算瓦特需求，您可以使用Outervision.com上的计算器，该计算器使您可以选择CPU和GPU，存储和其他组件的品牌和型号。如果您打算对系统进行超频，则还可以配置CPU时钟，电压，GPU时钟和图形卡时钟。在任何情况下，通常都比计算器更方便地接受专家建议。

输入要包括的所有详细信息后，计算器将显示三个数字：负载功率，建议的UPS电源和建议的PSU电源。

要设置您可以轻松找到的瓦数，请做一些事情。首先，将功率四舍五入到最接近的50W标记（370W将四舍五入到400W）。使用这种方法，即使将来升级到更强大的设备，通常也可以找到可提供充足功率的电源。

对于某些系统，可能不保证额外的50 W或更高。锁定的CPU（未指定“ K”或“ X”的Intel CPU）在功耗超过规格要求的情况下不太可能使用。同样，这些CPU在加热时往往会降低其最大时钟速度 ，这也有助于节省功耗。

在解锁CPU和超频GPU时，最好有足够的能力。当您想超频或向超频系统添加组件时，此功能很有用。超频通常需要更好的冷却，并且每个风扇和水泵也会消耗瓦特。

还值得注意的是，您的系统将不会始终处于最大功率。大多数PC闲置时仅消耗100瓦或更少的功率，而在执行诸如处理文档或上网等日常任务时很少消耗超过150W的功率。但是您希望电源处理峰值功率需求，而不是典型负载。

效率和80 Plus认证

电子产品在现实世界中从来没有以100％的效率运行。 PSU上的“ 80 Plus”标签表示其额定效率为一定水平。在转向80 Plus认证之前 ，让我们谈谈效率。

当电源（或其他设备）的效率为80％时，80％的额定功率将传递到系统，而另外20％则以热量的形式损失。如果电源从墙壁汲取500 W功率，并且在100％负载下效率为80％，则最大输出功率只能达到400W 。这样的PSU的额定功率为400W ，因为它是传递给系统的最大功率。

由于PSU的额定功率考虑了效率，因此无需做太多数学运算。就是这样，除非您关心电费单。如果您想一直保持PC开机状态，或者长时间玩游戏，那么更高效的PSU可以为您省钱。

如果相同的400W电源具有90％的效率，它将从墙上汲取444W （而不是500W）以将400W传输到您的PC。这种差异几乎等于60W灯泡的能量，而且您玩的游戏越苛刻，累积的电量就越多。

重要的是要注意电源的效率不是线性的，并且会根据负载而变化。 80 Plus规范要求在20％或更高的所有负载下，电源在115V时至少要有80％的效率（在美国）。对于230V（EU）连接，PSU在20％和100％负载下必须效率为82％，在50％负载下必须效率为85％。

零件质量是获得更高效电源的另一个重要原因。 PSU效率越高， 产生的热量就越少 。这往往意味着组件可以使用更长的时间，而您并不需要过多地使用冷却风扇。尽管如此，这并不总是正确的。例如，想象一下带有劣质电容器，风扇寿命短，散热器小得令人难以置信的80 Plus金喷泉，以及带有前置风扇，散热量大和体面电容器的80 Plus青铜喷泉。毫无疑问，青铜更好。

某些电源的效率足够高，因此您不必一直插入风扇。 根据您的情况，效率较低的电源可能会增加机箱内部的环境温度。

不用说，但是更高效的电源也更环保 。像洗衣机或冰箱一样，负载下的高性能游戏PC是重要的设备。消耗较少的能量可以减少整个网络的负载需求，这可以帮助使尖峰保持脱机状态，尤其是在需求较高的时候。

保证金

购买PC组件时，您经常会发现在各自的规格表上似乎没有什么大不同的产品。发生这种情况时，选择您喜欢的品牌或寻找比技术规格吸引力不大的产品（保修）可能会有所帮助。

到今天为止，具有2年保修的信号源已投放市场，因此不应考虑。尽管它们有所不同，但大多数PSU都具有三到五年的保修期。但是，某些产品提供七年和十年的保修。这不是质量的直接指标，而是一种值得考虑的有限保险。

模块化电源

继功率和效率之后，模块化是喷泉的最重要卖点之一。在许多情况下，模块化PSU电源是理想的选择。在其他情况下，这是您想要的最后一件事。但是，什么使PSU模块化？

简而言之， 模块化电源允许您根据需要连接（或断开）电缆。另一方面，传统电源的电缆永久连接到电源。

半模块化PSU在这两者之间取得了平衡：有些电缆（通常是主板和CPU电缆）是永久连接的，而另一些电缆（PCIe，SATA和Molex）是可分离的。

模块化PSU在电缆管理方面具有巨大优势。电缆管理可能是PC构造中最繁琐且最昂贵的任务之一，模块化电源允许您仅使用安装PC所需的电缆，这可以大大减少包装箱中的电缆混乱情况 。除美观外，有时还可以改善空气流动。

具有可分离电缆的不利之处在于，电缆本身通常使用专有的连接器。甚至来自同一制造商的不同产品线的电缆也可能不兼容。因此，始终建议将电缆存放在盒子或袋子中，以安全地存放它们，以便以后存放。

模块化PSU还比非模块化型号占用更多的空间。在ATX塔架上，这通常不是问题，但可能在mini-ITX系统上引起实际问题。电缆末端的连接器使PSU的长度增加了大约1/2英寸至3/4英寸。另一方面，非模块化PSU在PSU的末端没有连接器，因为电缆只是从设备的背面引出。

如果PSU背面的间隙可能非常紧，请在结构允许的情况下考虑使用非模块化电源。存放未使用的电缆将更加困难，但清除间隙的问题将较少。如果空间不是问题，通常建议使用模块化或半模块化字体。它将清洁结构并允许您在必要时更换电缆。

大小很重要

像PC机箱中的所有其他部件一样，PC的物理尺寸可能会产生很大的影响。尽管通常在较高功率的PSU中表现出这一点，但在某些版本中，即使是低功率型号也可能太大。要适应中功率塔，很难获得1600W的PSU EVGA源 ，但是如果事情紧的话，要在迷你ITX盒中获得PSU ATX源要困难得多。

尽管有一些机箱支持较小的SFX 尺寸，但仍为PSU ATX内置了许多mini-ITX机箱。这是喜忧参半。面向消费者的PSU SFX种类繁多，因此使用ATX可以提供更多选择。即使有这种选择，您也必须仔细选择零件。例如，ITX框只能接受具有特定配置和大小的字体。在如此狭小的空间中，强烈建议使用模块化电源，但以特殊格式SFX则非常昂贵。