什么是 PSU(电源装置)?
电源装置 (PSU) 是为计算机系统提供电源的关键硬件组件。自己组装 PC 的用户往往会关注华丽、可见的组件,而忽视 PSU,尽管它很重要。为您的 PC 选择合适的电源是一项重要任务。技术术语如此之多,买家可能会对市场上不同类型的电源、其外形尺寸(包括用于各种系统组件的电源连接器)以及 80 Plus PSU 令人困惑的质量评级感到困惑,您可能会发现很难理解。 。在本指南中,我们将向您介绍有关计算机电源的所有信息,因此请继续阅读。
什么是 PSU:概述和历史顾名思义,PC 的电源单元 (PSU) 负责为各种系统组件提供电源。在 1995 年针对电源和主板推出 ATX 标准之前,电源并没有标准化的设计或外形尺寸。因此,没有通用设计的电源,例如AT和Baby AT,变得多种多样。英特尔于 1995 年获得了主板和电源 ATX 标准的专利。到 1999 年,旧的 Baby AT/AT 电源已经过时。
目前,ATX 标准已在较新的版本中使用,例如最新的 ATX 3.0 电源,其中包括用于 Nvidia RTX 4090 和 RTX 3090 Ti 等显卡的 16 针 PCIe Gen 5 12VHPWR 连接器。还有基于 ATX 标准的衍生产品,例如 SFX 电源,常用于 mini ITX 主板。
较旧的计算机使用线性电源,但现在所有 PC 都使用开关模式电源(也称为 SMPS)。为什么要进行设计变更?线性电源的效率非常低,通常低于 40%,但它们却更大、更重。另一方面,开关模式电源 (SMPS) 更为复杂,但仍然是未来计算机系统所需要的。整体占地面积小得多,效率提高了一倍以上。有两个因素促使 SMPS 迅速成为计算机 PSU 的标准。
旧计算机电源的内部结构旧电脑 PSU(IBM XT),图片来源:Wikimedia Commons忘记历史可能会导致以下问题:为什么您需要 PSU(电源装置)而不是将 PC 直接插入墙壁插座?您可能想知道电源的效率等级。好吧,我们会告诉你更多相关信息,所以请继续阅读。
电源 (PSU) 如何工作?首先,让我们了解为什么我们需要电源。台式机、笔记本电脑、电话和其他电子设备无法使用通常从墙壁插座(交流电源)获得的电力来运行。电子设备需要直流电 (DC)而不是交流电 (AC)才能正常工作。由于交流电来自世界各地的墙壁插座,因此我们需要一个中介将交流电转换为直流电。但为什么要使用直流电源呢?
DC的优点是输出恒定电压。交流电无法做到这一点,因此电子设备在没有直流电的情况下无法运行或充电。 PC 电源负责将墙壁插座的交流电转换为直流电,然后用于运行计算机。该直流电源被分配给计算机的各个系统组件。这包括您的 CPU、显卡、主板、RAM 等。
图片提供:松定精密基本上,交流/直流电源适配器在技术上是一种电源,就像笔记本电脑和手机适配器中使用的电源一样。因此,从本质上讲,这些适配器内部的硬件与计算机 PSU 的内部电路类似,但设计和尺寸封装却截然不同。本指南将重点介绍台式机电源。要了解 PC 电源装置的工作原理,让我们从上面看一下。让我们看看打开电脑时会发生什么:
当您按下电脑上的电源按钮时,它会向电脑主板发送信号。然后主板会触发电源自动开启。 PSU 开始从墙壁插座提供交流电源。它可以连接到 PSU 本身,也可以通过计算机系统附带的电源线连接。大多数现代电源都具有主动 PFC功能,可以自动检测输入交流电压。世界各国使用的标准化输入交流电压范围为 100V 至 240V。较旧的电源没有主动 PFC 功能。此前电源的输入电压有一个开关,通常设置为110-115V或220-230V模式。电源内部有变压器、电容器和整流器等各种组件。所有这些共同作用,将交流电源转换为计算机正常运行所需的恒压、稳定的直流电源输出。变压器用于将交流电转换为适合计算机使用的较低电压。整流器用于将交流电转换为直流电。电容器用于过滤和平滑转换后的直流电压并消除“交流纹波”。这是残留的交流电流和电压,称为噪声,仍然存在于先前整流的直流输出上。经过调节和过滤的干净直流电源被发送到输出轨。输出轨由导电材料制成,可存储用于配电的直流电压。输出轨可以是多轨或单轨系统。单轨电源和多轨电源之间的简单区别在于,在多轨电源的情况下,PSU 的不同电源线可以从多个轨供电。否则,所有电源均由单个专用电源轨提供。多轨电源已经不多了。单轨电源广泛应用于消费类 PC,包括许多高端 PC。目前,多轨 PSU 通常针对工作站和服务器。最后,电源组件电缆(例如 24 针连接器、8 针 PCIe 电缆、MOLEX 连接器和 SATA 电源线)可以从 PSU 的导轨获取电源并以 12V/5V/5V 分配电源。 3.3V 格式根据计算机组件的要求而定。整个过程将是瞬时的,然后您将看到您的电脑打开并启动到 Windows。就是这样!完整说明电脑电源装置 (PSU) 的工作原理以及如何为系统组件供电。现代 PSU 还支持过压保护、过热保护和短路保护等功能。所有电源都有不同的功能集、效率等级和最大额定功率。目前市场上提供的电源可满足具有各种预算和瓦数要求的用户。话虽如此,我们来讨论一些常见的 PSU 功能,例如连接器类型、PSU 类型等。
不同的电源连接器有什么作用?电源支持多种不同的连接器,这些连接器可连接到电脑主板上的不同位置。其他硬件组件(例如处理器、显卡和硬盘驱动器)也需要自己的电源连接器。接下来,我们将解释每个 PSU 连接器的用途。
(20+4)针主板连接器PSU 的 24 针连接器连接到主板,并为 PCIe 插槽、M.2 插槽、RAM 和其他位置等组件提供电源。这是为 PC 主板提供电源的主要连接器之一。尽管如此,您的 PC 仍需要一些用于其他硬件的专用连接器。该电缆是最大且易于识别的。它实际上是采用 20+4 针配置设计的,因此如果您的主板只需要 20 针连接,您可以将其拆分。然而,当今大多数 PC 都要求您插入整个 24 针连接器。
24针主板连接器主板 24 针 ATX 电源连接器(4+4)针CPU电源连接器CPU 电源连接器直接向处理器供电。它采用4+4 引脚配置设计,可拆分。大多数现代主板需要完整的 8 针连接。尽管如此,许多带有入门级 VRM 的老式或低端主板仅需要 4 针连接器。有些主板还需要一个 8 针和另一个 4 针来提供额外的电源。
8针CPU电源连接器双 8 针 (4+4) CPU 电源连接器此外,某些 TDP 非常高的处理器(例如 Intel Core i9-13900K 和 AMD 最新 7000 系列产品线中的 Ryzen 9 CPU)需要多个 8 针 CPU 电源连接器。
(6+2) 针 PCIe 电源连接器PCIe 电源连接器连接到显卡并直接为 PC 的 GPU 供电。 PCIe 插槽还为 GPU 提供高达 75W 的功率,但大部分功率是通过此连接器提供的。许多现代高端 GPU使用多个 8 针 PCIe 电源连接器。该电缆采用 6+2 针配置设计,因此您可以根据 GPU 需求将其拆分。
8 针 PCIE 电源连接器RTX 3070 Ti 上安装的三个 8 针 PCIe 电源连接器此外,PCIe 电源连接器与前面讨论的 CPU 电源连接器类似。然而,大多数 PSU 都附带手册,并且还在电源连接器上贴上标签以便于识别。如果你仔细观察,其实并不难区分两者。
PCIe Gen 5 电源线(12+4 针)这是一种新的电源连接器,仅适用于较新的 ATX 3.0 电源。此 16 针电源连接器还连接到 PC 的显卡 (GPU)。该连接器的另一个名称是 PCIe Gen 5 电源线。它采用12+4针配置设计,可以根据显卡的功率要求进行拆分或组合。
atx 3.0 电源 PCIe Gen 5 16 针电源连接器16 针电源连接器,图片由 NVIDIA 提供目前仅在某些 Nvidia RTX 30 系列和 40 系列创始人版 GPU 上发现。 Nvidia 还为这些卡提供了适配器,因此 PSU 上没有此电缆的用户仍然可以在 PC 中使用 GPU。
SATA 电源和 MOLEX 连接器(4 针) SATA 电源线通常用于为硬盘驱动器 (HDD) 或基于 SATA 的固态驱动器 (SSD) 供电。 MOLEX 4 针连接器用于风扇和其他外围设备,但它们也常用于将电源转换为另一种形式的适配器,例如用于连接 SATA 设备、GPU 和 CPU。但是,我们建议您不要为 CPU 或 GPU 使用适配器。
莫莱克斯电源连接器 SATA电源连接器SATA 电源连接器 SATA HDD/SSD电源额定值:80 plus PSU 额定值是什么意思?正如我们之前提到的,电源将从墙壁插座接收的交流电转换为适合运行 PC 的直流电。但最终,转换效率并不是完全100%。其中一些能量被浪费并以热量的形式释放。电源 80 Plus 评级系统表示 PSU 的电源效率。具有 80 Plus 金牌或白金评级的电源比具有 80 Plus 银牌或铜牌评级的电源效率更高。
80多项认证各种80 Plus认证一般来说,80 Plus 等级较高的 PSU 具有较高质量的内部结构。此外,PSU 的效率越高,节省的能源就越多。这是因为以产生的热量的形式浪费的电瓦数减少了。因此,始终建议投资优质电源。不要吝惜这个重要的组成部分。因为当你将来升级你的电脑时,你可以保留同样高质量的PSU,并用这笔钱购买新的显卡或处理器。另外,您的电费将继续保持较低水平。
电源类型:非模块化 PSU 和模块化 PSU 描述在购买电脑构建组件时,您可能已经注意到市场上有几种不同类型的电源。现在,您可能想知道什么是模块化电源。基本上,模块化 PSU 允许您从电源单元本身拆下组件电缆,并根据需要一一安装系统组件。任何不使用的东西都可以存放在盒子中以供将来使用。我们同样讨论了市场上非模块化、半模块化和全模块化 PSU 之间的差异。让我们看看它们:
非模块化电源是连接了所有组件电缆且无法拆卸的 PSU。组装完电脑后,您需要用电缆来管理剩余的电缆并将它们存放在电脑机箱内。半模块化电源配有多条可拆卸电缆。因此,您可以仅拔下部分组件电缆并将其放在一边,或者在插入之前将其连接到 PC 的外部。完全模块化的电源支持拆除所有组件电缆,包括 24 针连接器。但您不需要它们来运行您的 PC 吗?如果您需要在保修期内将 PSU 送修,您可以从电源上拔下所有组件电缆吗?一旦您的新设备或维修后的设备到达,您就可以重新连接它。与非模块化电源相比,模块化电源还可以实现更高效的电缆管理。 全模块化计算机电源全模块化电源示例电源外形规格:ATX、TFX、SFX PSU 描述电源装置 (PSU) 有多种外形规格,但如上所述,它们都是 Intel 于 1995 年制定的原始 ATX 标准的衍生产品。当我们提到电源的外形尺寸时,我们只是谈论它的尺寸,所以不要混淆它。在这里我们将讨论各种 PSU 外形尺寸。
ATX电源这是市场上大多数电源制造商使用的标准外形尺寸。 ATX PSU 有两种不同尺寸:ATX PS/2 和 ATX PS/3 。前者长度稍长,许多高额定功率的高端电源均采用 ATX PS/2 外形规格。另一方面,一些电源使用 ATX PS/3 外形尺寸,也称为 micro-ATX PSU。然而,该术语并不正式存在。
atx尺寸电源ATX尺寸电源可支持 ATX 尺寸主板(在大多数情况下)的 PC 机箱始终支持两种 ATX PSU 外形尺寸,但这是因为长度较长的高端 PSU 可能不适合您需要检查的所有 PC 机箱。
音效电源SFX 电源比 ATX 设计小得多,在寻求适合小型 (SFF) PC 电源的系统构建商中很受欢迎。您可能知道,市场上有不同尺寸的主板。因此,某些 PC 机箱被设计为适合SFX 电源和 Mini-ITX 主板。其中包括Dan-A4 、 FormD T1和Cooler Master NR200P等 PC 机箱。
SFX尺寸电源从内部来看,SFX PSU 与 ATX 尺寸的 PSU 没有太大区别,只是更小。因此,它也完全兼容ATX或Micro ATX主板。此 PSU 外形尺寸也有多种变体,例如 SilverStone 制造的 SFX-L。
TFX 和 Flex-ATX 电源TFX 和 Flex-ATX 电源用于某些受支持高度或长度有限的 PC。这些通常包含在 OEM PC、服务器和迷你计算机中。这些 PSU 专为特定用例而设计,并未在消费市场上积极销售。
什么是 PSU(电源装置)?柔性 ATX 电源我应该使用多少瓦的 PSU(电源)?让我们看看最常见问题的答案:“我需要什么样的电源?”为此,我们详细介绍了如何计算系统组件所需的总瓦数。您应该使用 OuterVision 的功率计算器( 请参阅此处),它是测量组件功耗的绝佳工具。如果您是 PC 构建新手,请在此处选择“基本”。如果您想考虑更多因素,例如CPU电压和时钟速度,或添加其他显卡,您可以选择“高级”。
接下来,使用下拉菜单一一输入所有系统组件(CPU、RAM、GPU、存储等)的详细信息。完成后,单击“计算”以查看 PC 组件负载瓦数和建议的 PSU 瓦数。
电源瓦数要求计算器Outervision PSU 计算器现在,请记住在建议瓦数之上留出适当的余量,以便将来升级。根据您的要求和预算限制,我们建议额外添加 100-200 瓦(至少 20% 的净空)。您需要购买具有该瓦数的电源装置。根据我们的计算器,配备 Ryzen 7600X CPU 和 RTX 3070 Ti GPU 的中端游戏 PC 应该至少配备 550W PSU。
我需要将 UPS 连接到计算机电源吗?大多数现代电源都具有足够的高质量功能和保护机制,以防止由于电力不稳定或断电而损坏 PC 部件。但是,如果您的系统意外关闭,可能会导致 Windows 分区出现问题。根据我们的经验,使用没有 UPS 或备用电源的 PC 从未对系统组件造成损坏。然而,系统意外关闭后,Windows分区可能会变得不稳定,导致系统无法启动或导致Windows 11出现BSOD(蓝屏)。
图片由施耐德电气提供因此, UPS必须连接到PC的电源上。确保您有其他形式的备用电源。否则,您的 Windows 分区和数据总是有可能被损坏。正如已经提到的,您不必太担心组件的物理损坏。目前市场上出售的大多数电源都可以防止这样的灾难。但是,如果您的 Windows 分区损坏,您将需要使用系统还原实用程序功能,如本指南中详述。如果无法正常工作,您需要重新安装 Windows 11。
我们希望您现在了解与 PC 电源装置 (PSU) 相关的所有内容。在本指南中,我们介绍了从不同电源连接器到电源工作原理的所有内容。我们还介绍了电源的历史以及 ATX 标准的产生过程。本指南还涵盖了各种 PSU 外形尺寸、模块化和非模块化 PSU 类型以及建议的瓦数要求。如果您对适用于您的电脑的电源装置仍有任何疑问,请在下面的评论中告诉我们。
如何为我的游戏电脑或工作站选择最佳电源?要为您的 PC 选择最佳的电源,您首先需要计算系统的总功率。接下来,确保您购买的 PSU 能够充分支持该瓦数。我们建议您阅读评论,以确保它是具有 80 Plus 认证的高品质设备。
我的电脑需要多少 PSU?至少剩余 20% 余量(以瓦数计)的 PSU 足以满足您的 PC 的需求。如果您稍后使用更高 TDP 的处理器或显卡升级您的电脑,您将需要留出更多的空间。
如何判断电源是否弱?如果您的系统关闭并且您无法超频或扩展功率限制,或者您的电脑存在不稳定问题,则电源对于您的系统来说可能太弱。
一个电源的使用寿命是多长?电源装置 (PSU) 是 PC 中最耐用、最持久的硬件组件之一。优质 PSU 的使用寿命可达 5-10 年或更长时间。许多高端电源还具有长期保修期。
如果 PSU 发烫,可以吗?是的。由于 PSU 主动从墙壁插座获取电力并将其转换为适合您的 PC 的直流电源,因此它会产生热量,并且 PSU 会变热。
PSU风扇不转可以吗?许多较新的电源具有零风扇 RPM 功能。仅在达到特定瓦数阈值后才会打开冷却风扇。因此,如果您的 PSU 具有该功能,即使 PSU 风扇不打开也没关系。根据需要自动旋转。
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