電源評測看不懂?這就給大家獻上電源科普視頻

曾經有網友跟我們説過,我們的電源評測看起來真的十分專業,測試項目多,而且數據也應有盡有,但是看着就像是“天書”一樣。所以我們就一直在想,能不能將這些看似複雜的東西用一個相對簡單的生活例子來把它説清楚呢?那麼為了回饋長久以來給位讀者對我們的支持,我們真就為各位獻上了這一期電源科普視頻!

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電源我們玩家都知道了,就是給電腦各個硬件供電的東西嘛。一頭接220V的市電,另一頭就接我們電腦裏面的配件,這個小盒子的功能,就是將220V交流電轉換成適合我們電腦使用的直流電。

電源銘牌及各分路的作用

大家從電源銘牌上看到的這些 12V、5V、3.3V 的電路就是靠電源這個小盒子轉換出來的,這裏我們順便説一下各組電路都用到什麼地方吧。

+12V主要為 CPU 和顯卡供電,因為這兩個硬件耗電量較大,因此+12V輸出的電流也較高。

而+3.3V就主要用於板卡供電,比如 PCIE、M.2 插槽供電。

+5V則是給硬盤、USB外設供電,因為這些設備耗電量不大,所以+5V和+3.3V輸出的電流偏小。

至於5VSB,也稱5V待機,這條支路是從打開電源開關那刻就開始工作,可以看到目前電腦還處於關機狀態,但主板上的RGB燈還在亮,這就證明它還處於通電狀態,而這些電就是由5VSB來供應,而且這部分電力還可以用於主板實現開機操作,但這些功能對電量需求不高,所以5VSB的輸出能力多在 2~3A。

而-12V用到的機會則更少,一般是為電腦中的串口供電,此類設備用電需求也不高,所以這一路的輸出電流也不高。

轉換效率

既然各組電路都是轉換出來的,這裏就涉及到“轉換效率”的事情。比如説,我們有一個額定功率為500W的電源,這個額定功率指的是電源可以長期穩定地給硬件供給的電能。也就是經過電源轉換後電腦硬件實際能用到的電能,而電源在做這個工作的時候自身的元器件其實也是會損耗掉一部分的電能,舉個例子來説,A電源輸出端是500W的話,在市電的輸入端A 電源可能需要550W的電能輸入,而每款電源的轉換效率又不一樣,如果換一隻用料不一樣的B電源,同樣輸出500W的電能,可能就需要輸入600W。

對比下來的話,A電源的損耗只有50W,而B電源的損耗就來到100W,損耗得多,就意味着“轉換效率”不高。這裏的例子稍微誇張一點,只是方便大家理解,實際上,每一款電源在不同的輸入電壓和輸出負載的工況下轉換效率也會有所不同,而評測當中的這個轉換效率曲線就是反映這個事情的圖表。

當然80Plus這個機構也是制定了一系列標準,根據電源的轉換效率表現來給電源進行評級,給消費者一個直觀的指標來反映電源的轉換能力,以下就是我們平常看到的80Plus金牌、白金牌電源的來源,下圖為對應的6個80Plus等級。

除了轉換效率、80Plus之外,目前大家選購電源的時候聽得最多的可能還有 ATX 3這樣的名字,ATX 3.0其實是英特爾在 2022年公佈的一版電源設計規範,這一版“規範”實際上是用來要求電源性能的,比如説,要求電源能夠實現200%峯值功率輸出,又比如説對電源的電壓穩定性、輸出紋波以及保持時間都有對應的要求,以下我們就介紹電壓穩定性和輸出紋波等概念。

電壓穩定性

我們前面也提到電源把交流電轉換成直流電實際上是有5組電路的,具體為+12V、+5V、+3.3V、5VSB 以及-12V,因為有轉換的工況、實際使用的情況以及線材的電阻這些因素的存在,所以這 5 組電路的電壓實際上是不恆定的,而電壓穩定性指的就是各路電壓的偏移程度。

如上圖所示,大家在圖表上就可以看到中間這個電壓的線,它就不是筆直的,而是有那麼一點起伏的,那上下這兩個上限、下限是怎麼回事呢?大家可以發揮一下想象,如果把電壓穩定性當作是海面,海面上的船就是我們的用電的硬件,當海面風平浪靜的時候船隻航行就十分地安穩,如果風高浪急的話船可能就會晃,甚至會翻船出事故。

當然這個船不是説有一點浪就會翻嘛,它的波動範圍是有一個可以接受合理水平。對於電源來説,英特爾就在 ATX 3 規範裏面規定了,一個合格的ATX 3電源各路電壓的偏移度應該控制在±5%以內,簡單算一下+12V的電壓合理波動區間是 11.4~12.6V,也就是圖中的上限和下限,至於 +5V、+3.3V 也是同理,我們就不再贅述了。

不過值得注意的是在最新的ATX 3.1規範中英特爾將+12V的電壓偏移範圍放寬至+5%和-7%,但考慮到目前的品質優秀的電源均能將+12V的電壓偏移範圍控制在±5%以內,因此評測文章中我們依舊在+12V的電壓穩定性測試中沿用±5%的標準。

交叉負載

另外有一個和電壓穩定性息息相關的測試就是“交叉負載”,這其實就是模擬了4種使用場景,入下圖所示,裏面有A/B/C/D四個點。

A點就是+12V、+5V、+3.3V都處在輕載的環境,大家可以簡單理解為電腦處於開機後的待機狀態或者輕度使用的工況,與之對應的就是C點,就是+12V、+5V、+3.3V都處於最大負載,一般來説這種場景玩家們都用不着的,但它就是一個電源相對極限的工況狀態。而B點就是+5V、+3.3V最大負載且+12V最小負載,對應的場景就是多個硬盤同時啟動,大家可以理解為電腦傳輸時的使用場景。最後的D點就是+12V最大負載且+5V、+3.3V最小負載的情況,基本就是大部分玩家能夠遇到的場景了,一般在玩遊戲的時候電源的工作工況就是這樣。

那麼“交叉負載”最終展現的數據就是下面的這個圖表,其數據對應的就是各個模擬工況下電壓的偏移程度,高低不超5%,在我們的評測文章中就算及格。

輸出紋波

“輸出紋波”是一個存在對硬件產生危害的東西,實際上它是包含了紋波和噪聲這兩種東西。要具體解釋清楚這個東西比較困難,簡單來説就是電能在變壓整流之後的一種特性,下面給先給大家看一張圖,這是將某款電源輸出的電流放大到一定程度後的波形圖,需要講清楚的是雖然它的電壓也是週期性變化,但是它的電流方向不變,所以輸出的電能也是直流電。

而在波形曲線上,如果沒有紋波,這將會是一條光滑的,沒有毛糙的曲線。

而附加在曲線上的“小毛刺”,就是“輸出紋波”,而且因為輸出紋波的單位很小,用mv(毫伏)來表示。

所以我們也可以把它理解為這是“微觀上的電壓穩定性”,當然這裏我們也是簡化了一點概念方便大家理解,想要了解更深一層的朋友自己可以找相關的資料看看。雖然説輸出紋波的波動範圍不大但它有可能會讓電子產品產生諧波、調製等,較強的紋波可能還會產生湧浪電壓/電流有可能燒燬用電設備。所以坊間也流傳一句話:“紋波不穩炸四方!”。

當然,正如前面的電壓穩定性那裏的例子,所有的波動都是有可接受範圍的。對於PC硬件來説,英特爾在ATX 3電源規範裏面也明確了+12V、+5V、+3.3V電路對應的波峯值分別為120mV、50mV、50mV。只要不超過這些範圍都是可接受的紋波,對應我們評測中的圖表不超過上限那就是可接受,數值當然是越少越好。

保持時間

最後我們聊聊保持時間,準確來説這裏説的應該是電源掉電之後電能還能維持輸出多久,就像大家玩吃雞的時候到最後縮圈了都會給你一個時間的提示,在倒計時內跑到安全地方就不至於被毒死。電源有這項設計其實就是讓各個PC硬件在斷電之前能夠緊急將所有運轉中的東西迴歸一個安全位置,比如説大家最熟悉的機械硬盤,在斷電時用剩餘的一點電能將磁頭歸位就不至於會刮傷磁盤。

我們保持時間測試環節於上述其他環節一樣,根據ATX 3規範,各路輸出電壓的保持時間要求則是在100%的負載下保持時間應該大於12ms,只要滿足這個標準那麼這款電源產品的性能就是合格可用的。至於各電源之間存在着保持時間差異,那麼肯定也是最久越好。

那麼介紹完保持時間本次科普文章也正是結束,其實現階段來説一款正規的電源產品一般都能滿足“標準”的要求,至於説性能的好壞,就是看這個電源能比“合格線”的性能高出多少。

結尾

當然想要省心選購電源產品,也可以打開我們的電源 天梯榜 查看分數進行參考,不過也希望各位能夠因為我們網站能更多地瞭解分數背後的意義,真正看懂評測,選到最適合自己的電源產品。