電腦達人養成計畫 6-1：帶你讀懂電源供應器 (PSU) 規格

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輸出效率 (80 PLUS 認證)

接下來這項應該是許多人在挑選電源供應器時第一眼會去關注的吧？或許是過去幾年廠商們宣傳的太成功，許多人就算搞不懂電源供應器的各種規格但卻知道廠商經常將電源供應器標示為金牌、銀牌、白金牌等不同等級，究竟這些等級是甚麼意思呢？

在物理上的熱力學基本定律中我們知道能量轉換必然伴隨著損失，而損失的能量往往變成熱能散失於宇宙間而無法有效地回收利用，基於這樣的理由，人們在科技發展上經常努力於追求轉換效率的提升以盼能夠降低利用成本與避免能源危機，若說得直白一點，你肯定希望你輸入電源供應器的電都能被電腦充分利用而不是變成熱能散掉吧？因此追求較高電源供應器的轉換效率除了為了節省電費的開支之外同時有著降低發熱與延長電源供應器壽命的目的。

回到前面談到的金牌、銀牌等電源供應器等級，這可不是廠商自己高興隨便標的，80 PLUS 實際上是由 PLUG LOAD Solutions 這個單位所舉辦的電源供應器認證，這項認證旨在檢測電源供應器在 115V 或 230V 市電電壓下在 20%、50%、100% 輸出負載時的轉換效率並依照測量結果核發不同的認證標章，目前已經有白牌、銅牌、銀牌、金牌、白金牌與鈦金牌六個等級。

值得注意的是，一般而言電源供應器的效率在輸出負載 40% 至 70% 之間的狀況是效率最佳的，因此在選購電源供應器的時候也應該將日常平均負載納入考慮，而不是選擇「剛好夠用」就好，但也不需要刻意選購瓦數太高的型號，因為負載極低的時候其實效率通常反而比負載接近上限時還要來的更差。

功率因數校正 (PFC)

另一個經常出現在現代電源供應器規格當中的一個名詞則是功率因數校正 (Power Factor Correction)，要了解 PFC 的功能之前我們得先從認識功率因數 (Power Factor) 這個名詞開始，功率因數是交流電路系統當中特有的名詞，指的是負載功率 Real Power (這裡指輸入電源供應器的功率) 與視在功率 Apparent Power (電力公司輸送進入家戶的功率) 之間的比值，之所以會有功率因數問題的出現，是與交流電本身的基本性質有關。

我們知道理想的交流電波形實際上接近於正弦波，然而由於電器 (包含電源供應器) 多屬於電容性電阻 (本身會儲存一部分的電能)，會使得電壓與電流之間出現相位差，造成部分的電力沒有辦法實際用於向電器作功 (也就是無功功率 Reactive Power，這部分能量會在電器與發電廠之間來回流動導致導線上的電流增大，在計算上視在功率 = 負載功率 + 無功功率)。

無功功率的存在會使得發電廠實際上需要提供更高的功率才能在電器上做與預期相等的功，儘管用戶通常不會因此需要支付額外的電費 (雖然對於工業用戶來說電力公司還是有可能以此為由要求用戶支付較高的電價)，但這就使得發電、輸配電的成本在實質上提高了，因此許多國家在環保法規上也會要求電器必須具備一定的功率因數才能符合法規並上市。

而功率因數校正 (PFC) 的目的顧名思義當然就是要盡可能將功率因數最大化，使無功功率盡可能降到最低，原理上則是想辦法消除電流與電壓之間的相位差，基本上用於電源供應器的 PFC 實作方法可分為主動 PFC 與被動 PFC 兩大類。

被動式 PFC 由於僅由被動式元件組成 (通常是設置在高壓濾波電容器旁邊的大型電感)，因此一般而言成本較為低廉，實作上也較為容易，但僅能將功率因數提高到 0.7、0.8 上下且輸出的電流也較不穩定，通常出現在入門級或低輸出功率的電源供應器上 (實際上目前來說已屬少見)。

包含被動式 PFC 或缺乏 PFC 的電源供應器僅能處理固定範圍的輸入電壓，因此在機身上都有用於讓使用者在 115 V 或 220 V 間切換輸入電壓的開關 (實際上工作原理是在 115 V 模式下輸入電流會先通過倍壓器將電壓拉高到 220 V 附近再流入 PFC 元件，而在 220 V 模式下電流則不會經過倍壓器，因此若輸入的電壓是 220 V 而選用 115 V 模式的話電源供應器會立即燒毀，但若輸入的電壓是 115 V 而選擇 220 V 模式則只是無法啟動)。

而主動式 PFC 則是採用主動式元件直接對輸入電流進行處理，由於主動式 PFC 的電路與實作難度都比被動式 PFC 還要來得高因此成本也較高，但卻能夠不需調整直接處理 90 V ~ 260 V 的電壓 (也可以適應浮動較大的電壓環境) 並且將功率因數提高到 0.9 以上，輸出的電流也比較穩定，因此時至今日已經成為主流 (實際上在大輸出功率型號上被動式 PFC 的製作難度與成本因為其體積的上升有可能會反而超越主動式 PFC 設計，但效果卻無法與主動式 PFC 匹敵)。

各種保護電路

前面幾種規格是比較有標準規範或參照標準可以依循的，接下來要談到的是保護電路的部分，這方面由於沒有特定的規範因此基本上是屬於各自為政的狀態 (就是各家電源供應器廠商經常在規格表上使用的各種縮寫)，由於各家的實作方式與實際效果都不一樣，也未必會將這類特性拿出來宣傳 (規格書上沒列未必代表沒有實作)，因此這部分我就只附上常見的縮寫對照而不逐一解釋內容了。

OVP (過電壓保護，Over Voltage Protection)
UVP (低電壓保護，Under Voltage Protection)
OCP (過電流保護，Over Current Protection)
SCP (防短路保護，Short Circuit Protection)
OLP (防超載保護，Over Load Protection)
OPP (過功率保護，Over Power Protection)
OTP (防過熱保護，Over Temperature Protection)

全模組化、半模組化、非模組化

最後一項要談的是電源供應器的模組化等級，早期的電源供應器都是非模組化的，當時電源供應器的長相就是一枚金屬方塊後方接著一束又粗又長的尾巴，在安裝上經常會遇到多餘的線材難以收束、整理或是線材長度不足只能仰賴外加延長線材 (在電腦裡面使用延長線材其實是很不智的選擇，特別是副廠劣質延長、轉接線材因品質不佳短路起火的案例更是時有所聞) 的困擾。

後來出現了所謂半模組化 (Semi-modular) 的電源供應器則是將 ATX 主電源線、CPU 附加電源線、PCI Express 附加電源線 (有些半模組化電源供應器連 PCI Express 電源線也可以拆卸) 這幾條最粗的線路之外的線路改為可拆卸式的模組化線路 (基本上可以拆卸的主要是 SATA 與 MOLEX 電源接線，作法上是在電源供應器上配置可拆卸式的接線插座，不用的時候可以把線路拆起來)。