Mengapa catu daya komputer tampaknya tidak efisien?

4

Karena pertanyaan baru-baru ini yang saya tanyakan di SuperUser, saya ingin mengajukan pertanyaan lain. Catu daya komputer sekarang memiliki peringkat untuk efisiensinya, dengan skala pemanfaatan antara 80% dan lebih tinggi. Pertanyaan saya berasal dari tempat yang salah informasi: Mengapa efisiensinya sangat buruk? Di mana kita kehilangan watt?

power-supply power

— Naftuli Kay
sumber

4

Panas yang dipancarkan dari PSU. dalam hal energi, inefisiensi hampir selalu merupakan kehilangan panas.

— Frank Thomas

Dan itu tidak terlalu buruk dibandingkan dengan banyak konversi kekuatan lainnya. Mungkin bisa lebih baik , tapi itu tidak perlu mahal.

— Shinrai

14

Mempertimbangkan bahwa mobil bertenaga bensin paling efisien adalah sekitar 30% efisien, saya tidak berpikir itu hampir seburuk yang Anda pikirkan. Tetapi jawabannya terutama kerugian resistif. Ketika Anda mencoba membuat elektron bergerak dan berhenti, mereka bergesekan satu sama lain dan terhadap bahan yang mereka lewati. Penggosokan ini menghabiskan sebagian energi yang Anda gunakan untuk memindahkannya, dan itu keluar sebagai panas.

Selain itu, catu daya memiliki kerugian induktif. Ketika Anda membuat elektron bergerak, ini menciptakan medan magnet. Ketika Anda menghentikannya, Anda menghancurkan medan magnet ini dan mendapatkan sebagian besar energinya kembali. Faktanya, ini adalah bagaimana catu daya switching bekerja untuk mengubah listrik dari satu tegangan ke tegangan lainnya.

Saat Anda membangun dan meruntuhkan medan magnet, materi di dekatnya sejajar dengan medan dan kemudian menahan upaya Anda untuk merobohkannya. Ketika domain magnetik ini bergeser untuk berbaris, mereka saling bergesekan, mencuri energi dari medan magnet. Ketika Anda merobohkannya, Anda tidak pernah mendapatkan kembali energi sebanyak yang Anda gunakan untuk membangunnya. Ini juga keluar sebagai panas.

— David Schwartz
sumber

Terima kasih banyak. Saya mulai mendapatkan lebih banyak ke dalam perangkat keras dan ini banyak membantu dalam memahami teori kelistrikan umum :)

— Naftuli Kay

2

Dimungkinkan untuk merancang catu daya yang memiliki efisiensi lebih dari 90%. Namun, ini belum tentu cocok untuk pasokan daya konsumen pasar massal. Sebagai contoh, snubber yang tidak rugi membutuhkan perangkat keras tambahan untuk menyimpan energi dari sumber EMI yang ditekan alih-alih mengubahnya menjadi panas yang berarti kehilangan.

Masalah lain dengan efisiensi sangat tinggi adalah kisaran beban. Tidak ada catu daya yang memiliki efisiensi konstan pada rentang daya yang diizinkan. Untuk membuat segalanya lebih buruk, tegangan input juga bervariasi karena sebagian besar persediaan diharapkan bekerja dengan 110VAC dan 230VAC tanpa masalah.

Sumber kerugian yang dimandatkan oleh regulasi adalah PFC atau koreksi faktor daya. Perangkat yang relatif berdaya tinggi harus "baik" pada jaringan listrik. Sirkuit PFC prekondisi menambah konversi konversi daya tingkat lain. Jadi, bahkan dalam kasus terbaik Anda sedang menumpuk persediaan flyback (persediaan) di atas PFC. Jadi efisiensi yang sangat bagus dari 90% akan menjadi 0,9x0,9 = 0,81%!

Catu daya efisiensi tinggi ditemukan di konverter DC / DC format "bata" industri yang diperlukan untuk menangani tingkat daya sangat tinggi di selungkup yang relatif kecil. Jika beban nyata keluaran Anda adalah 600W dan PSU adalah ukuran HDD 2,5 ", ekstra 10% dari limbah panas membuat perbedaan besar pada manajemen termal.

Faktanya, limbah panas adalah alasan utama seorang insinyur suka merancang pasokan yang efisien. Efisiensi energi adalah sesuatu produk sampingan yang bahagia.

— Barleyman
sumber