2014-12-25

認識電源供應器

PSU輸出總共分成3.3V、5V、12V三種,電腦零件個別使用哪種呢?
3.3V:PCI匯流排、南橋晶片、網路晶片

5V:12cm風扇(包含以下尺寸,部分14cm也可以5V供電啟動)、HDD硬碟跟光碟機PCB以及晶片元件、MB前後I\O輸出介面(EX : USB、P\S2)、MB 部分控制晶片(EX : PWM、音效晶片)、記憶體

12V:PCI-E匯流排、CPU、顯示卡、北橋晶片(未整合進CPU前)、HDD硬碟以及光碟馬達、MB MOSFET、14cm風扇(包含以上尺寸)

12cm風扇最低可以用3.3V電壓啟動,14cm以上最低則需要7V電壓才能啟動,PWM風扇實際上就是以電壓去控制風扇轉速高低,少部分高價風扇則是自己有PWM晶片做溫控動作。

在AGP跟更早之前的PCI時代,顯示卡吃的是3.3V,所以當時PSU重視的是3.3V、5V輸出,某些廠商因無力研發新架構就只能一直啃老本賣舊有商品,這類PSU跟目前時下主流重視12V相比會被認為『不足瓦』,實際上單純就以前跟現在的供電需求類型不同。
從顯示卡改吃12V供電之後,整平台吃最重的就是12V了,不計瑣碎的周邊、IO、匯流排、晶片那些,光算CPU跟顯示卡的耗電量就佔了總平台將近95%,所以挑PSU幾乎只要看12V就能夠判斷能否供給平台穩定使用。

12V以目前主流來看幾種迴路設計

(一) 單路12V輸出, 如下:

OcyQKjZ
P.S. : 振華雖然都為單路設計,但保護僅有3項

優點:
硬體只要接上即可使用,不須計算12V迴路供電有無分別過載

缺點:
OPP、OCP觸發上限不明確的話,過載未斷路12V有極大機率直接帶走所有零件

(二) 雙路、三路、四路12V輸出, 如下:

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優點:
多數設計為CPU、PCI-E1、PCI-E2甚至大瓦數產品有PCI-E3、PCI-E4為個別12V負責供應,遇到零件故障或者某路12V過載造成暴衝或者OCP、OPP、SCP未觸發,幾乎是只有該路12V所附掛的零件損壞

缺點:
如廠商未提供明確的12V分路供應設計,USER又無法得知該資訊,很容易因附掛零件擠在同一路12V造成過載

12V部分挑完之後就是看保護,基本上有六項
低電壓UVP:電壓的最小值超過限制時自動關閉電源供應器

過電流OCP:超過電流負荷時,自我防護動作啟動自動關閉電源供應器(視廠商設定觸發上限). 無OCP,有可能是"假雙路、真單路". OCP設太高=虛設

過電壓OVP:電壓的最大值超過限制時自動關閉電源供應器

過負載OPP:超過電源最大負載110%~130%時,自動關閉電源供應器(視廠商設定觸發上限)

過溫度OTP:感溫元件感應到溫度超過限制溫度時自動關閉電源供應器

短路保護SCP:當有輸出到任一零件端的電阻低於0.1歐姆時避免造成其他零件發生短路, 自動關閉電源供應器

以目前3.3V+5V總和100~120W左右來說,硬碟掛8顆是絕對沒問題的,不要有硬碟掛多吃不少3.3V、5V就認為12V輸出會減少,兩者的保護是分開做不互相干涉。

!!! 不管再貴、設計再好的產品良率也不會100%.

你學會看7樣東西,挑出來的psu的89不離10了。

[1]電壓上的波紋必須小, ripple of 100% loading (要看用示波器測的,軟體測的都是垃圾,無參考價值)
[2]電壓必須穩定,高負載不能掉壓,掉一點點可以, 不能太多。以顯示卡而言, 如供電不足螢幕會出現花屏之類的,表示螢幕顯示不正常,並不清晰,就是代表供電不足,但不至於會燒掉. 檢測電源供應器最好用線性阻抗當負載,如大功率電阻,加載之後再以示波器觀測各點波形,這樣比較能明確判斷電源供應器是否正常。輕載或空載的情況下, 單單量測電壓是不足以判斷的.電容老化, 輸出電流不足, 接上負載一定會掉電壓. 差勁的Power, 電壓起伏越大,相對的顯示卡.主機板.記憶體.硬碟 升天的機率就越高. 常見的狀況就是電壓供應器沒有爆炸. 硬碟掛了N顆. 主機板或顯示卡一直送修.
[3]該有的安全機制必須有,保護機制的種類和設定值。( 缺一不可, 多路款至少要知OCP的設定值)
[4]交叉負載時,哪些點的表現比較差
[5]知道自己到底要單路還是多路,多路又是幾路
[6]瓦數計算:單軌供電尤其是12V的瓦數必須足夠應付需求。取得CPU、顯示卡的約略滿載耗電量→挑選預算內12V足以供給CPU、顯卡總和耗電量之產品→從12V足夠、預算內的清單內先挑選出保護最足的部分→以用料、交叉負載表現最佳的產品購買。主要是看PSU的12V瓦數, 不是總瓦數。
[7]各式接頭在12v分路上的分配 (ex: 12V1 for MB+Accessory, 12V2 for CPU, …)、長度與數量

另外, 基於安全上的考慮, 歐美先進國家認為超過240VA的直流電,對人體電擊和設備火災..安全有危險. 所以其安規有要求持續功率不能超過240VA的認證. 例如,12V電源輸出不能超過20A, 5V不能超過48A,20V不能超過12A....

單路12V設計PSU,它的電流往往都超過20A,這種單路PSU在歐美是違反安規,不得進口販售的.且電流的限流保護線路會受溫度和材料誤差所影響,限流值常可能有10% 以上誤差. 廠商怕違反安規, 在標示PSU 12V最大額定電流時,有時只標示18A ,不敢標剛剛好20A.

各國安規略有不同要求,歐盟有CE,北美FCC,CSA,CB,UL標張,中國有CCC ,日本有PSE, ... 台灣經濟部標檢局BSMI認證則沒要求240VA規定,所以市售仍買得到單路12V大電流的PSU. 台灣市售號稱符合多國安規的PSU,大都是採多路設計,設計成本略高一點點.

顯卡設計者,也明白這240VA安規,且一根power pin腳,最大約可耐6~7A,所以,高階的顯卡的12V接頭,會分成8P +6P(3power pins + 3 GND pins),分別吃不同路的電流. 同理, SLI時,顯卡上的接頭也是分別各自吃不同路的電流.這樣就不會違反240VA的安規.

所以,很多大瓦數的PSU,若要賣歐美國家,它的12V輸出,就得把1路,分流成2路,3路(12V1,12V2,12V3),甚至5路,分別給CPU,高階顯卡,或SLI .每路最大電流都會小於20A,通常是18A.

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