﹝分享﹞電源供應器認識８０ＰＬＵＳ－兆治的部落格

電源供應器認識８０ＰＬＵＳ

桌上型電腦主機內部，其實使用的是DC直流電源，但市電（即插頭接續的電源），為求長距離傳輸需要，多採用AC交流電方式傳送，如此一來，想讓電腦最便利最有效率運作，電源的基本需求就要靠AC/DC交流電轉直流電這道程序。

可別以為交流轉換成直流只要用個橋式整流器就搞定了…實際上，為求高效率轉換，電腦用的電源供應器，多以交換式電源（Switching Power Supply；SPS）達到AC轉DC的轉換需求。

舊式電源供應器是能源浪費元兇

過去桌上型電腦的耗電量並不大，大多200～350W就十分了不起了，但目前新款多核處理器、高效能顯示卡，與內接周邊需求激增，讓桌上型電腦的整機電力需求激增！現在主流交換式電源少說都要450W，若是頂極DIY極品電源供應器，甚至都有1000W的水準！

其實交換式電源，解構其組成元素，大致由輸入端的濾波器、整流電路和一堆電容、電感、線圈等零組件組成，在電源交流轉直流過程，不少的電能轉換為無用的熱，形成浪費！過去桌上型電腦的電源轉換效率約在60％～70％，簡言之，也就是當輸入500W市電，換言之，當系統需要300W的直流用電時，電源供應器需要抽取428-500W市電，其浪費電力高達200W之多。

而轉換效率不佳，除影響輸出功率外，交換式電源產生的熱，也會造成運作不穩，而為了加強散熱，交換式電源還得增加更強力的風扇散熱，不只加劇功耗浪費，電源供應器的風扇噪音更令人詬病。

圖說：新款交換式電源供應器，為了快速排出運作熱源，外殼改採大量鏤空沖孔設計，同時也減少風扇運作速度，大幅減低運作噪音

符合80PLUS規範的電源供應器，能源轉換效能精進
日益受重視的80 PLUS計劃，其超越80%轉換效率的訴求，2003年由美國Ecos Consulting與EPRI兩家民間機構首倡，隨後受到民間電力公司認同大力支持，並提供資金大力贊助該計畫，並於06年獲美國環保署EPA肯定，納入能源之星4.0版草案，並於07年7月正式成為環保法規。

認證要求Server或PC的交換式電源，在115V環境下運作功率20%的低負載狀態、運作功率50%中負載狀態、或是運作功率100%高負載狀態下，AC轉DC的轉換效率都要能超過80%以上，而且PF電功率值要高於0.9，才能掛上80PLUS標章。

80PLUS與其說是認證規章，倒不如說是一種獎勵！即採用符合80PLUS交換式電源的電腦設備，美國政府就會提供對應獎勵，由於80PLUS的要求有一定技術難度，加上近來全球能源短缺，讓消費者與產業都開始重視能源節約觀念，進而演進至全球化的減碳運動，80PLUS的標章等於是交換式電源廠商展現研發實力的重點，甚至也有廠商推出超越規範的82PLUS技術能力。

圖說：為了環保，也為了節省自己的荷包，選擇電源供應器一定要認明標有80PLUS的商品，雖然單價稍稍高一些，但減碳的代價十分值得。

實際上，因為交換式電源供應器的轉換效率並非線性，大部分交換式電源供應器在80％負載前，因負載提升轉換效率會有提升反應，反而當交換式電源供應器負載超過80％，因為變壓器達到磁通飽和、半導體類元件因特性曲線變化，轉換效率又呈現衰退狀態。而在低負載狀態時，也因輸入功率低，卻又得負擔內部零件的基本功耗，在低負載的現況，想達到80％的轉換功率，難度頗高。

圖說：業者推出的82＋超越80PLUS規範，對市場是種正面的技術競爭，越多廠商投入競爭，對世界性的能源節約、減碳課題，都能有一定助益。

為設計滿足80PLUS的交換式電源供應器，主動式功率因數校正（Active Power Factor Correction；Active PFC）為必備功能，而電源供應器得加入電路、設計上就愈加複雜，而零組件增加、成本自然增加，如何設計能在任何負載前提都能達到80％以上轉換效率的電源供應器，也考驗電源供應器開發廠商的設計與技術水準。