计算机 - 电源供应单元 (PSU)

什么是电源供应单元 (PSU)？

电源供应单元，也称为PSU，是必不可少的计算机硬件组件，它将交流电 (AC) 转换为直流电 (DC)，然后向连接到系统的每个组件供电。电源将110-115或220-230伏交流电转换为计算机可以使用的稳定的低压直流电，其额定功率为其产生的瓦特数。

大多数电源都是开关模式 (SMPS)，这提高了效率并简化了不同电压输入的设计。PSU 的能力在于其电源输入的变化。

为什么电源供应单元很重要？

电源是计算机系统中必不可少的组件，原因如下：

• 交流电转直流电 − PSU 的主要功能是将交流电转换为直流电，使计算机的重要组件（如主板、CPU、GPU 和存储驱动器）能够正常工作，因为它们使用直流电运行。
• 电压调节 − PSU 向不同的组件提供所需的电压，以确保它们获得所需的电压以执行 +12V、+5V 和 +3.3V 的操作。
• 电源分配 − PSU 充当连接到系统的不同组件的电源分配器。
• 系统保护 − PSU 还保护系统免受过压、短路和热保护的影响。
• 能源效率 − 高效的电源可以降低电费和运行计算机的环境影响。

电源供应单元 (PSU) 如何工作？

电源供应单元的工作原理是将交流电转换为直流电，并向连接到系统的不同组件提供所需的电压。以下是演示 PSU 如何工作的步骤：

• 交流电压作为输入 − PSU 以交流电压作为输入。
• 整流 − 整流器将输入的交流电压转换为直流电压。
• 滤波 − 随后，电容器对整流后的直流电源进行滤波，以平滑波动并消除纹波，从而产生更稳定的直流电压。
• 开关 − 开关是将滤波后的直流电源发送到高频变压器的过程；开关模式电源 (SMPS) 将直流电压转换为高频交流电。这种高频交流电允许使用更小、更高效的变压器。
• 变压和隔离 − 然后使用变压器传输高频交流电，该变压器将电压降至所需电平。该变压器保持输入和输出之间的隔离，以提高安全性。
• 再次整流和滤波 − 变压后的交流电压通过二极管再次整流回直流电压。然后再次用电容器对这个直流电进行滤波，以去除任何残留的纹波，从而获得稳定的直流电压。
• 电压调节 − 电压调节器用于即使输入电压发生变化也能将输出电压保持在限值内。这对计算机的稳定运行至关重要。
• 输出 − 使用指定的连接器和电缆将调节后的直流电压提供给连接到系统的每个组件。这包括 +12V、+5V 和 +3.3V 等常用电压。
• 保护机制 − 现代 PSU 保护系统免受过压、短路和热保护的影响。
• 冷却 − PSU 配备冷却风扇，可在运行过程中保持系统的冷却。

电源供应单元类型

电源类型如下：

• ATX标准 − 这些是最常见的电源，通常用于台式机系统。这些电源经过专门设计，可以与 ATX 主板兼容，并提供三个不同的正电压轨：+3.3 V、+5 V 和 +12 V，以及 +5 V SB 的备用电压轨，确保计算机在待机模式下也能获得电源。
• 入门级电源规格 (EPS) − 基于 ATX 标准，此 PSU 专为服务器设计。与 ATX 标准相比，它为关键应用程序设置了更稳定的环境，这使其成为关键服务器的理想选择。
• 小型尺寸 (SFX) − 这些 PSU 用于使用 MicroATX 主板的小型尺寸计算机。这些是用于小型机顶盒（如 DVD 播放器和有线电视盒）的电源单元。
• 薄型尺寸 (TFX) − TFX 电源比传统的 ATX 电源更长更薄，用于超薄和低剖面台式机。
• 模块化和半模块化电源 − 模块化 PSU 允许用户使用电缆连接；此过程最大限度地减少了电缆杂乱并改善了气流，而半模块化 PSU 使用固定和可拆卸电缆。
• 非模块化电源 − 所有电缆都是永久性的，不可拆卸。这些电源通常价格更低，但会导致更多的电缆杂乱。
• 笔记本电脑电源/交流适配器 − 将交流电转换为直流电以供电给笔记本电脑的外部电源。这些被称为电源砖或交流适配器。
• 不间断电源 (UPS) − 一种外部设备，在停电期间提供备用电源，而不是计算机的电源供应单元。它包含电池，如果主电源发生故障，可以在短时间内保持系统运行。

电源供应单元的功能

计算机中的电源供应单元 (PSU) 执行多种重要功能。其中一些如下：

• 电源转换 − PSU 的主要功能是从壁式插座转换交流电为直流电。通常，它提供多个直流电压输出，例如 +12V、+5V、+3.3V。
• 电压调节 − PSU 向不同的组件提供所需的电压，以确保它们获得所需的电压以执行 +12V、+5V 和 +3.3V 的操作。这对可靠运行和稳定电压至关重要。
• 电源分配 − PSU 充当连接到系统的不同组件（如主板、CPU、显卡、存储设备和外围设备）的电源分配器。
• 保护机制 − 它保护系统免受过压、短路、热保护和过温的影响。
• 效率 − PSU 减少功率损耗并降低电费。
• 冷却 − 它通过散热和温度管理来支持系统冷却。
• 待机电源 − PSU 可以提供待机电源（通常为 +5VSB），以支持诸如 Wake-on-LAN 等功能，并允许系统在低功耗模式或系统关闭时执行特定任务。

如何选择电源供应单元 (PSU)？

为您的计算机选择合适的电源供应单元 (PSU) 时，需要考虑以下因素：

• 确定所需的瓦特数 − 您应该估计系统所需的总瓦特数，例如 CPU、GPU、主板、RAM、存储驱动器和任何外围设备。用户还应记住系统的未来升级。
• 效率 − 高效的 PSU 可以降低电费。
• 连接器和电缆 − 它确定 PSU 是否具有所需的连接器和引脚。