Computer Fundamentals 简明教程

Computer - Power Supply Unit (PSU)

What is a Power Supply Unit (PSU)?

电源装置又称为 PSU，是必不可少的计算机硬件组件，它将交流电 (AC) 转换成直流电 (DC)，然后为连接到系统的每个组件供电。电源将 110-115 或 220-230 伏交流电转换成计算机可以用的一种稳定的低压直流电，并且根据它产生的瓦特数进行额定。

psu

大多数电源都是开关模式 (SMPS)，这提高了效率并简化了针对不同电压输入的设计。PSU 具有电源输入变化的能力。

Why Power Supply Unit is Important?

电源对于计算机系统来说是必不可少的一个组件，起作用的原因如下：

  1. Conversion of AC to DC Power - PSU 的主要功能是将来自墙壁插座的交流电转换为直流电，并使计算机的重要组件（如主板、CPU、GPU 和存储驱动器）发挥作用，因为它们是使用直流电运行的。

  2. Voltage Regulation - PSU 向不同的组件提供所需的电压，以确保它们接收到执行所需的电压，即 +12V、+5V 和 +3.3V。

  3. Power Distribution - PSU 充当为连接到系统的不同组件供电的配电器的作用。

  4. Protect system - PSU 还保护系统免受过压、短路和热保护。

  5. Energy Efficiency - 高效电源可以降低运行计算机的电费和对环境的影响。

How Does a Power Supply Unit (PSU) Work?

电源装置通过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来工作。以下是演示 PSU 工作原理的步骤：

psu work

  1. AC voltage as input - PSU 将交流电压作为输入。

  2. Rectification - 整流器将输入交流电压转换为直流电。

  3. Filtering - 经整流的直流电随后被电容器滤波，以平滑波动并去除纹波，从而产生更稳定的直流电压。

  4. Switching - 开关是一个将滤波后的直流电发送到高频变压器上的过程；开关模式电源 (SMPS) 将直流电压转换为高频交流电。这种高频交流电能够使用更小、更有效的变压器。

  5. Transformation and Isolation - 然后使用变压器传输高频交流电，这将电压降至所需的水平。该变压器在输入和输出之间保持隔离，以提高安全性。

  6. Rectification and Filtering Again - 变压交流电压采用二极管整流回直流。然后使用电容再次过滤此直流，以去除任何残余纹波，从而获得稳定的直流电压。

  7. Voltage Regulation - 电压调节器用于在输入电压变化的情况下将输出电压保持在限制范围内。这对于计算机的稳定运行至关重要。

  8. Output - 使用指定的连接器和电缆将已调节的直流电压提供给连接到系统的每个组件。它包括 +12V、+5V 和 +3.3V 等常见电压。

  9. Protection Mechanisms - 现代电源保护系统免受过电压、短路和热保护的影响。

  10. Cooling - 电源配备冷却风扇，可在操作期间保持系统凉爽，防止系统发热。

Types of Power Supply Units

电源类型如下 -

  1. ATX Standard - 这些电源是最常见的电源，通常用于台式机系统。这些电源经过专门设计，与 ATX 主板兼容，除了 +5 V SB 备用电压轨（确保计算机在待机模式下接收电源）外，还提供三个独立的正电压轨：+3.3 V、+5 V 和 +12 V。

  2. Entry-Level Power Supply Specification (EPS) - 基于 ATX 标准，此电源专门设计用于服务器。它为关键应用程序设置了一个比 ATX 标准更稳定的环境，使其非常适合关键服务器。

  3. Small Form Factor (SFX) - 这些电源用于使用 MicroATX 主板的小型计算机中。这些是用于 DVD 播放器和有线电视接收器等小型机顶盒中的电源。

  4. Thin Form Factor (TFX) - TFX 电源比传统 ATX 电源更长更薄，用于超薄和低外形台式机。

  5. Modular and Semi-Modular Power Supply - 模块化电源允许用户使用电缆连接；此过程最大程度地减少了电缆杂乱并改善了气流，而半模块化电源使用固定和可拆卸电缆。

  6. Non-Modular Power Supply - 所有电缆都是永久性的，不可拆卸。它们通常价格较低，但会导致更多电缆杂乱。

  7. Laptop Power Supply / AC Adapter - 将交流电转换为直流电以给笔记本电脑供电的外置电源。它们被称为电源适配器或交流适配器。

  8. Uninterruptible Power Supply (UPS) - 外部设备可提供备用电源，用于在停电时替代计算机的电源。它包含电池，如果主电源故障，它可以在短时间内让系统继续运行。

Functions of a Power Supply Unit

计算机中的电源（PSU）执行不同的基本功能。其中一些如下 -

  1. Power Conversion - PSU 的主要功能是将墙上插座中的交流电转换为直流电。通常，它提供多个直流电压输出，例如 +12V、+5V、+3.3V。

  2. Voltage Regulation - PSU 向不同组件提供所需的电压，以确保它们收到所需电压以执行 +12V、+5V 和 +3.3V 操作。这对于可靠的操作和稳定的电压至关重要。

  3. Power Distribution - PSU 充当连接到系统（如主板、CPU、显卡、存储设备和外围设备）的不同组件的电源分配器。

  4. Protection Mechanisms - 它保护系统免受过电压短路、热保护和过热。

  5. Efficiency − PSU 减少了电力浪费，降低了电费。

  6. Cooling − 它通过散热和温度管理支持系统冷却。

  7. Standby Power − PSU 可提供待机电源（通常为 +5VSB），以支持唤醒局域网等功能，并允许系统在低功耗模式或关闭系统时执行特定任务。

How to Choose a Power Supply Unit (PSU)?

在为您的计算机选择合适的电源装置 (PSU) 时；需要考虑以下事项 −

  1. Determine required power watt − 您应该估计系统所需的总瓦数，例如 CPU、GPU、主板、RAM、存储驱动器和任何外围设备。用户还应考虑系统的未来升级。

  2. Efficiency − 高效的 PSU 可以降低电费。

  3. Connectors and Cables − 它确定 PSU 具有所需的连接器和针脚。