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【装机指南】电源应该怎么选?(详细版)

2024-06-02 08:17| 来源: 网络整理| 查看: 265

序言

电源作为为整个电脑供能的部件,其重要性不言而喻。但不少人因追逐核心配置,忽略了对电源质量的关心,因而导致其他硬件出现故障甚至损坏。由于电源市场鱼龙混杂,以及电源参数的复杂性,电源的挑选是整机配置里的重难点之一。

1.核心:电源瓦数

买电源首先看到什么参数?当然是瓦数。电源瓦数的确直观体现了电源能够供应的电能数值限制,但选购不仅仅是看电源的最大支持瓦数,实际情况远比这复杂的多。下图就是一张典型的电源铭牌,电源铭牌是在这台电源没有虚标情况下的最佳参考。

—1.1 输入电压范围

电源的交流输入电压范围是整台电源的重要指标,一台宽幅电源通常应至少覆盖110V-240V的输入电压范围。宽幅电源能适应不同的电压,并且根据P=UI,宽幅电源在低输入电压情况下需要通过更大的电流,因此通常也具有更好些的用料表现。

—1.2 +12V输出

+12V实际上目前是整台电脑里需求最大的部分,因为两大主力部件:处理器和显卡全都仰仗+12V的支撑。但很多电源存在+12V瓦数远低于总瓦数的情况,因此仔细阅读铭牌是选购中很重要的环节。

很多人认为选购时可以通过TDP推算需要的瓦数,抑或通过网站使用功率计评测的整机功率来计算瓦数,然而由于TDP对于一些部件的功耗参考意义下降(尤其是调用AVX指令集的高负载CPU应用以及CPU、显卡的超频等)以及功率计对于瞬时高电耗的反应能力不足,这些皆不能作为准确参考标准。

据此,在选购时建议查询这些设备能达到的最高功耗参数(处理器、显卡、机械硬盘、高性能NVMe固态硬盘),然后在此基础上增大至少10%确保安全使用。

对于分路+12V1和+12V2的电源,Intel规定+12V2输出给CPU。具有这项设计的电源就增加了一层限制,例如处理器不能超过所用电源+12V2的界定范围。

2 重要指标:各项参数

在网络上,时常能搜索到各种电源评测,但很多人并不能看懂测试数据,事实上Intel针对ATX电源订立了规范,再加上80PLUS这种标准划清级别,这些参数实际上是很好理解的。

—2.1 电压偏移

好的电源电压应当标准,写着12V,其输出就必须是12V,然而这目前并不可能。电源的输出电压相比标准有一定的偏差是正常的。根据规范每路输出电压偏离<5%即为正常(据此,3.3V输出容许范围3.135V~3.465V,5V输出容许范围4.75V~5.25V,12V输出容许范围11.4V~12.6V),而超过此偏离值意味着可能对硬件造成损害。

—2.2 转换效率

电源的转换率是电源对电能的利用率,例如对于一个标称1000W,满载转换率80%的电源,它必须能实际输出1000W,而非最大输出1000W×80%=800W。该转换率的意义是当该电源满负载1000W时,插座端实际耗用电能1000W÷80%=1250W,也就是说浪费250W电能。80PLUS是目前针对转换率的通用标准,也仅仅是针对转换率的标准,以下是该标准的内容。而在待机的5VSB电路中,Intel给出的效率推荐值为60%(100mA)、70%(250mA)、80%(1A)。

—2.3 交叉负载

交叉负载的主要目的是测试电源在极限情况下的电压稳定性表现,例如玩游戏时极少读写硬盘,主要是处理器和显卡负载,此时就是一个典型的+12V重载,辅路轻载情况,而在这时很多受限于成本采用单磁放大(见4.5.1)的电源表现就相对较差。DC to DC的电源则基本可以得到不错的数据。

—2.4 纹波

电源直流输出里夹杂的少量未滤净的交流成分为纹波。Intel规定输出纹波峰值不得超过120mV(+12V)、50mV(+5V和+3.3V)。这也是很多劣质电源最严重的危害,转换率过低不是伤害到硬件的直接原因,但严重超标的纹波将直接导致硬件(尤其是硬盘)损坏。

—2.5 保持时间

保持时间是断电后通过电源内电容存储的电能来支撑输出直至电压跌出规范要求的5%范围所需的时间。在这段时间里电脑可以完成很多重要的操作,如机械硬盘磁头归位。在使用后备式UPS时,这段时间足以等来UPS的电力支援以保证不停机。保持时间通常检测+12V、+5V和Power-Good,Intel给出的保持时间规范为三项均≥16ms。

3 重要指标:电源线材

电源负责提供电能,电源线材则负责把电能送到电脑各部件的手里。看似小小的电源线,实际上也有不少门道,在选购时,主要注意其数量是否充足。

—3.1 线材模组化

最早的电源都采用简单的非模组设计,由于线材数量相对较少,当时并不需要模组线这种设计。时过境迁,随着硬件的胃口不断增大,电源也继续发展,尤其是高端电源,瓦数的提高十分迅速。

为了提供高兼容性,大瓦数自然伴随着线材数量的增多,以满足多显卡平台等需求。如果再把所有线材焊在电源上,过多的线材会导致理线难度大大增加,以及机箱内空间的浪费。为了解决此问题,能够随意按需增减线材的模组线应运而生。

模组分为半模组和全模组。半模组电源就是把绝大多数情况下要用到的线材(如主板24Pin、一根显卡6+2Pin之类)焊在电源上,其他线材通过模组接口按需增减,而全模组电源则可以实现真正统一的外观和随心所欲的线材调配。

然而,是否为模组电源和电源本身的质量没有半毛钱关系,由于模组不影响电源本身的架构和用料,所谓“全模组电源质量一定比非模组好”的理论是完全站不住脚的。

—3.2 线材类型

——3.2.1 主板24Pin

主板24Pin是每台电源都带有并只有一根的线材,也是每块主板上都带有一个并必须接入的接口。极少数主板要求接入两个24Pin,极少数电源本身具有两个24Pin。为了提供对仅具备20Pin老主板的兼容性,电源24Pin通常被分为20Pin和4Pin两部分。

——3.2.2 处理器4Pin/4+4Pin

随着处理器性能不断提升,它对功耗的需求也越来越大,因此处理器外部供电便迅速发展,即使是在X299平台就已经有3×8Pin这样的恐怖规模出现。

当然,接口摆在那里,接多少线其实是自由的,比如有2个8Pin的主板,你可以接满,也可以只接一个8Pin。主板和显卡在接口端的材料通常有高耐温,一个CPU8Pin可以通过数百瓦甚至300W以上的功率,但电源线材质量良莠不齐,需要更多外接8Pin进行分流降低发热。

——3.2.3 显卡6Pin/6+2Pin

除了处理器,显卡功耗亦有极高的发展速度,PCIE插槽标准的75W供电能力早已满足不了旗舰显卡无底洞般的耗电,因此如CPU一样,显卡也通过8Pin和6Pin外接供电来获取更多电力。为保证同时兼容8Pin和6Pin,电源提供的8Pin通常以6+2Pin形式存在。

——3.2.4 其他线材

除此之外,电源还有一些其他的线材,比如SATA供电,顾名思义,它是为SATA设备供电的,尤其是要组建多块SATA硬盘的磁盘阵列时,就需要电源有足够的SATA供电线材做支撑。

老式IDE(ATA)接口的光驱、硬盘会使用大4D供电,在这些设备被淘汰后,机箱风扇依然会用它供电。除此之外,有些主板用它强化PCIE插槽供电(也有用显卡6Pin强化PCIE插槽供电的主板),它也可以转换成其他供电。

4 重要指标:电源结构

—4.1 EMI

EMI的作用是对刚刚进入电源的交流电进行滤波,分为一、二两级。由于其成本较高,很多山寨电源会将其省去。

—4.2 PFC

PFC(功率因素校正)这一组成部分可以有效提高交流电转直流电的效率,虽然低PFC值浪费的电不计入电费,但这不意味着可以拿无PFC和假PFC糊弄事,因为PFC是3C认证中的强制性规定。

PC电源的PFC分为两大类:被动式PFC和主动式PFC。被动式PFC相比主动式PFC的PFC值低不少(被动式在通常百分之六七十,很多主动式可达百分之九十以上),由于主动式PFC成本更高,采用主动式PFC的电源整体定位也更高。

—4.3 滤波电容

红圈处为该电源的滤波电容

主电容通常是整台电源里最显眼的部件之一。电源的滤波电容容量最好保证0.8μF/W以上,例如1000W电源最好拥有800μF以上的电容容量,当然有些电源通过特殊设计使用较少的滤波电容量也能获得不错的表现,例如1500W的AX1500i滤波电容总量只有1150μF。

需要注意的是,滤波电容标注的耐压值通常在400V左右,有些电源使用两颗200V的电容串联来提供400V耐压值,这时电容等效容量为两者的倒数和分之一(比如两颗200V 200μF电容串联,此时耐压值为400V,容量100μF)。

滤波电容除了滤波,也承担储能的作用,在突然断电时提供一段时间电能,这段时间就是前面介绍的保持时间。

—4.4 降压电路

经过PFC后的电具有较高的电压,因此需要进行降压,这一电路深深影响着转换效率。低端电源采用的老式半桥结构成本较低,架构老旧,转换率通常不超过80%,自然也很难拿到80PLUS白牌。

比它高端些的电源采用了单管正激和双管正激架构,单管正激使用一个或多个并联开关管和变压器输入侧串联,双管正激则使用两个开关管和变压器输入侧串联。正激结构相比老式半桥效率有大幅提升。

更高端的电源则使用半桥LLC谐振和全桥LLC谐振,这些电源可以做到80PLUS金牌甚至更高的效率。

—4.5 稳压电路

稳压电路是为了让电压输出更稳定,其中磁放大结构主要分为单磁放大和双磁放大两类,双磁放大的电压稳定性通常高于单磁放大。而较新的DC to DC则具有相对最好的表现。

——4.5.1 磁放大

单磁放大的+3.3V使用磁放大器独立稳压,+12V和+5V两路由PWM控制芯片稳压,由于+12V和+5V联合调控,当+12V高荷载,+5V轻载或与其相反的情况下,电源的电压稳定性表现就变得很差。早期电脑+12V和+5V的使用量都较大,这并不会造成很大的问题。

合格的单磁放大电源交叉负载表现也并不好看

然而硬件不断发展,很多硬件开始转用+12V输出,规模的增大使处理器和显卡的功耗也在迅速攀升,电源+12V负载之大已经远远甩开+5V,单磁放大已经难以为继。为了改正单磁放大的缺点,双磁放大的+3.3V和+5V都使用独立的磁放大器进行稳压。

——4.5.2 DC to DC

顾名思义,DC to DC(直流转直流,也可称作DC2DC或DC-DC)采用了更加简单的思路,也就是先把电压降为+12V,稳压时直接再把+12V的直流电转为+5V和+3.3V的直流电。这样不管+12V、+5V和+3.3V负载如何改变,最终都荷载到+12V上,不存在磁放大的缺点,交叉负载表现更加好看,这可以说是目前最好的解决方案了。

5 重要指标:电源规格

电源规格决定着你的电源是否能适配机箱。由于机箱尺寸各异,需求不同,因此电源规格自然也就不尽相同了。

标准的ATX电源规格如上图,长宽高为140mm×150mm×86mm,其中宽高是不变的,而长度可以改变,对于长电源(比如振华Leadex P 2000这种)需要特别注意机箱的兼容性。

标准的SFX和SFX-L电源规格如上图,SFX电源相比ATX电源更容易适配小机箱。除这些以外,小机箱还会使用FLEX电源等特殊规格。



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