コンピュータの動作に絶対に不可欠なコンポーネントがあるとすれば、それは電源です。これがなければ、コンピューターはプラスチックと金属でいっぱいの不活性な箱に過ぎません。 PSU とも呼ばれる電源ユニットは、家庭からの交流 (AC)回線をパーソナル コンピューターに必要な直流 (DC) に変換します。この記事では、PC 電源の仕組みと定格ワット数の意味について学びます。
パーソナル コンピュータ (PC) では、通常ケースの隅にある金属製の箱です。電源装置には電源コード差し込み口と冷却ファンが含まれているため、多くのシステムの背面から電源装置が見えます。一般的な PSU には、マザーボード、マイクロプロセッサ、SATA ストレージに電力を送信するためのコネクタが統合されています。ラップトップやミニ PC は通常、充電ケーブルに組み込まれているのではなく、コンピューター アセンブリとは別になっています。
電源は、「スイッチング電源」と呼ばれることが多く、スイッチャ技術を使用して DC 電圧を下げます。提供されるものは次のとおりです。
- 3.3ボルト
- 5ボルト
- 12ボルト
3.3 ボルトと 5 ボルトは通常デジタル回路で使用され、12 ボルトはディスク ドライブやファンのモーターを動作させるために使用されます。電源の主な仕様はワット単位です。ワットは、ボルト単位の電圧とアンペアまたはアンペア単位の電流の積です。長年 PC に携わってきた人なら、初代 PC にはかなりの重量のある大きな赤いトグル スイッチが付いていたことを覚えているでしょう。 PC の電源をオンまたはオフにすると、それを実行していることがわかります。これらのスイッチは実際に、電源への 120 ボルトの電力の流れを制御します。
今日では、小さな押しボタンで電源をオンにし、メニュー オプションでマシンの電源をオフにします。オペレーティング システムは、電源装置に信号を送信して電源を切るように指示できます。押しボタンは、電源に 5 ボルトの信号を送信して、電源をオンにするタイミングを伝えます。電源には、正式に「オフ」になっていてもボタンが機能するように、「」のVSBと呼ばれる5ボルトを供給する回路もあります。
スイッチャーテクノロジー
1980 年ほど以前は、電源は重くてかさばる傾向がありました。彼らは、120 ボルトと 60 ヘルツの線間電圧を 5 ボルトと 12 ボルトの DC に変換するために、大きくて重い変圧器と巨大なコンデンサー (ソーダ缶ほどの大きさのものもありました) を使用しました。
現在使用されているスイッチング電源は、はるかに小型で軽量です。 60 ヘルツ (Hz、または 1 秒あたりのサイクル) 電流をはるかに高い周波数に変換し、1 秒あたりのサイクル数が増加することを意味します。この変換により、電源内の小型軽量の変圧器が、特定のコンピュータ コンポーネントが必要とする電圧まで実際の電圧を降圧できるようになります。また、スイッチャ電源によって供給される高周波 AC 電流は、元の 60 Hz AC 電源電圧に比べて整流とフィルタリングが容易であり、コンピュータ内の敏感な電子コンポーネントの電圧の変動が軽減されます。
スイッチャー電源は、必要な電力のみを AC ラインから引き出します。電源によって提供される標準的な電圧と電流は、電源のラベルに記載されています。
スイッチャー技術は、車内の AC 機器や無停電電源装置の動作に使用される自動車の多くに見られるように、DC から AC を生成するためにも使用されます。車載パワーインバータのスイッチャ技術は、自動車バッテリからの直流を交流に変換します。変圧器は交流を使用して、インバーター内の変圧器の電圧を家庭用電化製品の電圧 (AC120 V) まで昇圧します。
電源の標準化
時間の経過とともに、パーソナル コンピュータには少なくとも 6 つの異なる標準電源が登場してきました。 1990 年代後半、業界は ATX ベースの電源の使用に落ち着き、最新バージョンは です。 ATX は業界仕様であり、電源が標準の ATX ケースに適合する物理的特性と、ATX マザーボードで動作する電気的特性を備えていることを意味します。
PC の電源ケーブルには標準化されたキー付きコネクタが使用されているため、間違ったコネクタを接続するのは困難です。また、ファンのメーカーは多くの場合、ディスク ドライブの電源ケーブルと同じコネクタを使用するため、ファンは必要な 12 ボルトを簡単に得ることができます。業界標準のコネクタにより、消費者は交換用電源について多くの選択肢を得ることができます。ケーブルの管理にあまり手間をかけたくない場合は、すべてのワイヤがすでに接続されている を購入することもできます。
Windows、Mac、および Linux システムは、(ACPI) と呼ばれる一連のコードを使用して、コンピューター内のコンポーネントの電力消費を制御および監視します。 ACPI は、マシンがスリープ モードにあるときに、どこに完全電力、部分電力、またはゼロ電力を送信するかも決定します。
電源ワット数
400 ワットのスイッチング電源は、必ずしも 250 ワットの電源よりも多くの電力を消費するわけではありません。マザーボード上のすべての利用可能なスロット、またはパーソナル コンピュータ ケース内のすべての利用可能なドライブ ベイを使用する場合は、より多くの電源が必要になる場合があります。デバイスの合計が 250 ワットの場合、250 ワットの電源を用意することは得策ではありません。電源には容量の 100 パーセントまで負荷をかける必要がないためです。電源の所定の容量を繰り返し使用すると、過熱や複数のコンポーネントの故障が容易に発生します。やめてください。
ヘビーデューティー側では、2,000 ワット以上のエネルギーを提供する電源を購入できますが、これらは大型サーバーやスーパーコンピューターでのみ役に立ちます。平均的なデスクトップ コンピューターは使用中に約 1 回消費しますが、ラップトップやミニ PC は 1 回使用するように作られています。マルチコア CPU、GPU、 SSD 、より大きな RAM チップ、より大きなファンなどを搭載してマシンをアップグレードすると、必然的により多くのエネルギー消費が必要になります。
そのことを念頭に置いて、新しいコンポーネントをインストールする際には、より大容量の電源装置が一般的なサポート MOD として使用されます。サイト上の PC マーケットプレイスを使用して、デスクトップ ビルドのさまざまな部分を入力し、最大電力要件の見積もりを取得できます。
同じフォーム ファクター(「フォーム ファクター」とはマザーボードの実際の形状を指します) の電源は通常、供給するワット数と保証期間によって区別されます。
電源の問題
PC の電源は、おそらくパーソナルコンピュータの中で最も故障しやすいアイテムです。使用するたびに加熱および冷却され、PC の電源が入ったときに最初の AC 電流が流入します。通常、冷却ファンの停止は、その後のコンポーネントの過熱による電源障害の予兆となります。 PC 内のすべてのデバイスは、電源装置を介して DC 電力を受け取ります。
典型的なものは、コンピュータがシャットダウンする直前に焦げたような匂いとして認識されることがよくあります。もう 1 つの問題は、重要な冷却ファンの故障である可能性があり、これにより電源内のコンポーネントが過熱する可能性があります。障害の症状には、ランダムな再起動や明らかな理由のない Windows の障害などが含まれます。
電源装置の故障が疑われる問題については、コンピュータに付属のマニュアルを参照してください。アダプタ カードまたはメモリを追加するためにパーソナル コンピュータからケースを取り外したことがある場合は、電源を変更できます。コンピューターの電源がオフになっていても電圧が存在するため、必ず最初に電源コードを取り外してください。
電源の改善
最近のマザーボードとチップセットの改良により、ユーザーはBIOSおよびマザーボード メーカーが提供する Windows アプリケーションを介して電源ファンを回転 (RPM) できるようになりました。新しい設計は、冷却ニーズに応じて必要な速度のみでファンが動作するようにファンを制御します。
Web サーバーには、他の電源の使用中に交換できる電源が含まれています。一部の新しいコンピューター、特にサーバーとして使用するように設計されたコンピューターは、冗長電源を備えています。これは、システム内に 2 つ以上の電源装置があり、1 つは電力を供給し、もう 1 つはバックアップとして機能することを意味します。プライマリ電源に障害が発生した場合、バックアップ電源が直ちに引き継ぎます。そうすれば、もう一方の電源の使用中に主電源を交換できます。
