อุณหภูมิสูงสุดของแหล่งจ่ายไฟ PC คืออะไร?

ผู้คนคุ้นเคยกับพัดลมระบายความร้อนบนแหล่งจ่ายไฟของพีซี ในช่วงปีแรก ๆ พัดลมในแหล่งจ่ายไฟไม่มีทั้งเทคโนโลยีหยุดอัจฉริยะหรือเทคโนโลยีการควบคุมความเร็วของการควบคุมอุณหภูมิ เสียงรบกวนค่อนข้างชัดเจน อย่างไรก็ตาม ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขเป็นอย่างดีในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การควบคุมความเร็วแบบควบคุมอุณหภูมิในอุปกรณ์จ่ายไฟกระแสหลักเป็นอุปกรณ์ที่ต้องมีอยู่แล้ว และแผงลอยอัจฉริยะอื่นๆ ได้ถูกสร้างขึ้นแล้ว และหลายชิ้นค่อนข้างรุนแรง ไม่ใกล้เต็มพิกัด พัดลมไม่เริ่มทำงานในสถานะของแหล่งจ่ายไฟซึ่งทำให้หลายคนมีคำถามว่าแหล่งจ่ายไฟจำเป็นต้องมีพัดลมหรือไม่?

อันที่จริงแล้ว นอกจากการหยุดพัดลมอย่างชาญฉลาดแล้ว ยังมีผลิตภัณฑ์พาวเวอร์ซัพพลายที่ถอดพัดลมออกได้โดยตรง และระบบระบายความร้อนจะอยู่ในรูปของการระบายความร้อนแบบพาสซีฟ ตัวอย่างเช่น Haiyun Prime 600 Titanium Fanless เป็นแหล่งจ่ายไฟแบบไม่มีพัดลมที่มีกำลังไฟ 600W อย่างไรก็ตาม พาวเวอร์ซัพพลายแบบพาสซีฟคูลลิ่งประเภทนี้หาได้ยากมากในตลาด แม้ว่าจะเป็นที่นิยม แต่ก็ไม่ใช่การออกแบบหลัก แม้ว่าแหล่งจ่ายไฟพร้อมพัดลมจะหยุดทำงานอย่างชาญฉลาด แต่หลายตัวจำเป็นต้องสร้างปุ่มสวิตช์เพื่อให้พัดลมหยุดทำงาน สามารถเปลี่ยนพัดลมกลับเป็นโหมดควบคุมอุณหภูมิเพื่อการทำงานต่อเนื่องได้ ดังนั้นหากพาวเวอร์ซัพพลายสามารถเลิกใช้พัดลมได้จริงๆ พาวเวอร์ซัพพลายระบายความร้อนแบบพาสซีฟควรกลายเป็นกระแสหลัก และปุ่มสวิตช์โหมดสำหรับการหยุดพัดลมอัจฉริยะจะไม่มีค่าใดๆ

ในความเป็นจริง "แหล่งจ่ายไฟไม่สร้างความร้อนสูง" นั้นไม่ถูกต้อง เนื่องจากความร้อนส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ภายใน แหล่งจ่ายไฟส่วนใหญ่แสดงความร้อนเพียงเล็กน้อยบนตัวเครื่อง และอุณหภูมิภายในแหล่งจ่ายไฟไม่ง่ายที่จะ ตรวจสอบผ่านซอฟต์แวร์ โดยธรรมชาติแล้วจะขาดความรู้สึกที่หยั่งรู้ได้ ในความเป็นจริง แหล่งจ่ายไฟไม่จำเป็นต้องทำงานอย่างเสถียรหากไม่มีพัดลมระบายความร้อน และการสร้างความร้อนภายในอาจสูงกว่าที่คุณคิด

แหล่งจ่ายไฟของพีซีสร้างความร้อนจากที่ใด

แหล่งจ่ายไฟ PC ของเราประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ รวมถึงตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ ตัวเหนี่ยวนำ วงจรเรียงกระแส หลอดสวิตช์ หม้อแปลง ฯลฯ ดังนั้น ก่อนที่เทคโนโลยีตัวนำยิ่งยวดที่อุณหภูมิห้องจะสามารถนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์และใช้งานได้จริง แหล่งจ่ายไฟในระหว่างกระบวนการทำงาน แน่นอนว่าจะต้องสร้างความร้อน และความร้อนนี้จะรวมอยู่ในการสูญเสียพลังงานของแหล่งจ่ายไฟ นอกจากนี้ยังเป็นดัชนีประสิทธิภาพของแหล่งจ่ายไฟ PC เช่น ประสิทธิภาพการแปลง ยิ่งประสิทธิภาพการแปลงสูงเท่าใด การสูญเสียก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น อาการไข้จะลดลงด้วย

ดังนั้นในบรรดาส่วนประกอบต่างๆ ที่ใช้ในแหล่งจ่ายไฟ ส่วนประกอบใดที่สร้างความร้อนค่อนข้างมาก วิธีการตัดสินนั้นง่ายมาก กล่าวคือ ส่วนประกอบที่มีฮีตซิงก์ในแหล่งจ่ายไฟมีขนาดค่อนข้างใหญ่ ส่วนใหญ่เป็นวงจรเรียงกระแสบริดจ์และท่อสวิตซ์ต่างๆ ที่ด้านหลักและด้านรอง อย่างไรก็ตาม ไม่ได้หมายความว่าส่วนประกอบที่เหลือจะไม่สร้างความร้อนมากนัก สาเหตุหลักเป็นเพราะส่วนประกอบอื่นๆ ติดตั้งกับฮีตซิงก์ไม่ง่าย และส่วนประกอบส่วนใหญ่เองก็มีอุณหภูมิในการทำงานที่ค่อนข้างสูง ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องกำหนดค่ามาตรการระบายความร้อนเพิ่มเติมสำหรับส่วนประกอบเหล่านั้น การสร้างความร้อนของหม้อแปลงไม่ต่ำกว่าวงจรด้านปฐมภูมิและด้านทุติยภูมิ แต่หม้อแปลงหลักส่วนใหญ่ไม่ต้องการมาตรการระบายความร้อนเพิ่มเติม หรือการออกแบบการกระจายความร้อนของตัวเองสามารถตอบสนองความต้องการในการใช้งานโดยทั่วไปได้

ความร้อนจากแหล่งพลังงานมีความเข้มข้นที่ใด? ในความเป็นจริง ความร้อนส่วนใหญ่ของแหล่งจ่ายไฟอยู่ที่ด้านหลักและด้านรอง ด้านปฐมภูมิคือด้านไฟฟ้าแรงสูง และด้านทุติยภูมิคือด้านไฟฟ้าแรงต่ำ โดยทั่วไป ความร้อนของด้านทุติยภูมิจะสูงกว่าด้านปฐมภูมิ เนื่องจากพลังงานเท่ากัน ในกรณีของ กระแสที่เกิดจากด้านทุติยภูมิจะสูงขึ้น และกระแสที่สูงขึ้นในแหล่งจ่ายไฟมักจะหมายถึงการสร้างความร้อนที่สูงขึ้น

เราถ่ายภาพเซ็นเซอร์ความร้อนดังกล่าวในแหล่งจ่ายไฟที่ผ่านการรับรอง 80Plus gold พร้อมกำลังไฟพิกัด 850W โครงสร้างของแหล่งจ่ายไฟนี้เป็นแบบแอคทีฟ PFC บวกกับเสียงสะท้อนแบบเต็มสะพาน LLC บวกกับการแก้ไขแบบซิงโครนัสบวกกับ DC-DC ก่อนถ่ายภาพ แหล่งจ่ายไฟทำงานเป็นเวลา 15 นาทีที่เอาต์พุตเต็มที่ 850W หลังจากนั้นเราถอดเคสจ่ายไฟและพัดลมออก และถ่ายภาพความร้อนภายใน 10 วินาที จะเห็นได้ว่าตำแหน่งที่อุณหภูมิภายในของแหล่งจ่ายไฟต่ำอยู่ที่ประมาณ 35 องศาเท่านั้น แต่ตำแหน่งที่สูงที่สุดนั้นสูงกว่า 100 องศา ส่วนใหญ่อยู่ตรงกลางของแหล่งจ่ายไฟ และตำแหน่งนี้เป็นซิงโครนัสบวก 12V วงจรเร็กติไฟเออร์ที่อยู่ติดกับหม้อแปลงหลัก ซึ่งจะเห็นได้ว่าอุณหภูมิของหม้อแปลงหลักค่อนข้างสูงเช่นกัน อุณหภูมิทางด้านซ้ายและขวาคือฮีตซิงค์วงจรเรียงกระแสและโมดูล DC-DC บวก 5V และบวก 3.3V และอุณหภูมิประมาณ 60 องศา

ขยับเลนส์เข้ามาใกล้กันเถอะ ขณะนี้ ประมาณ 30 วินาทีหลังจากถอดพัดลมออก เราจะเห็นว่าอุณหภูมิสูงสุดบนวงจรวงจรเรียงกระแสซิงโครนัสบวก 12V อยู่ใกล้ 110 องศา และด้านบนของหม้อแปลงหลักถัดไปอยู่ที่ประมาณ 65 องศา แต่จาก ช่องว่าง เราจะเห็นว่าอุณหภูมิของขดลวดภายในหม้อแปลงหลักอยู่ในระดับที่สูงมากเช่นกัน สีของภาพความร้อนที่นี่ใกล้เคียงกับสีในวงจรเรียงกระแสแบบซิงโครนัสมาก ซึ่งหมายความว่าอุณหภูมิภายในของหม้อแปลงใกล้เคียงกับ 100 องศา . MosFET วงจรเรียงกระแสแบบซิงโครนัสบวก 12V ของแหล่งจ่ายไฟนี้ตั้งอยู่ที่ด้านหลังของ PCB และกระจายความร้อนผ่านฮีตซิงก์ที่ด้านหน้า ซึ่งหมายความว่า PCB ยังทำหน้าที่ส่วนหนึ่งของการกระจายความร้อนด้วย หากตรวจพบอุณหภูมิที่ด้านหน้าเกิน 100 องศา อุณหภูมิของ MosFET ที่ด้านหลังโดยทั่วไปจะอยู่ที่ระดับนี้

ลองมาถ่ายรูปวงจรเรียงกระแสซิงโครนัสบวก 12V จากอีกมุมหนึ่ง ขณะนี้ แหล่งจ่ายไฟมีการป้องกันอุณหภูมิเกินและหยุดทำงาน แต่ก็ยังสามารถเห็นได้ว่าอุณหภูมิพื้นผิวของตัวเก็บประจุในวงจรเรียงกระแสซิงโครนัสบวก 12V อยู่ที่ประมาณ 65 องศา และอุณหภูมิสูงสุดของ PCB จะดำเนินต่อไป . สูงกว่า 100 องศา อุณหภูมิภายในหม้อแปลงหลักยังคงใกล้เคียงกับ 100 องศา เราสามารถเห็นได้จากที่นี่ว่าพัดลมแหล่งจ่ายไฟไม่ใช่อุปกรณ์เสริม ในสภาพแวดล้อมที่มีโหลดเต็ม การถอดพัดลมพาวเวอร์ซัพพลายออกจะทำให้พาวเวอร์ซัพพลายกระตุ้นการป้องกันอุณหภูมิเกินและตัดเอาต์พุตในเวลาอันสั้น ดังนั้นเมื่อพัดลมจ่ายไฟทำงานล้มเหลว หลังจากนั้น ความเสถียรของคอมพิวเตอร์จึงมีแนวโน้มที่จะลดลงอย่างมาก และง่ายต่อการปิดโดยตรงเมื่อเรียกใช้โปรแกรมที่มีโหลดสูง

เราวางพัดลมบนแหล่งจ่ายไฟและปล่อยให้มันนั่งเป็นเวลา 5 นาที จากนั้นจึงเปิดพัดลมจนเต็มเป็นเวลา 10 นาที จากนั้นจึงถอดพัดลมออกและถ่ายภาพความร้อนของสถานที่ที่เหลือ เมื่อเทียบกับวงจรเรียงกระแสซิงโครนัสบวก 12V อุณหภูมิของสถานที่อื่นจะต่ำกว่ามากอย่างเห็นได้ชัด แต่อุณหภูมิในบางสถานที่จะค่อนข้างสูง ตัวอย่างเช่น อุณหภูมิพื้นผิวของสะพานเรียงกระแสถึงระดับ 85 องศา จะเห็นได้ว่าอุณหภูมิภายในแหล่งจ่ายไฟนั้นไม่ได้ต่ำกว่า CPU และ GPU เมื่อโหลดเต็ม แต่เราไม่มีวิธีที่ง่ายและรวดเร็วในการตรวจจับอุณหภูมิภายในของแหล่งจ่ายไฟ

 ผู้ผลิตแหล่งจ่ายไฟทำอะไรในการออกแบบเพื่อให้แหล่งจ่ายไฟอยู่ภายใต้อุณหภูมิที่ปลอดภัย

เนื่องจากไม่สามารถประเมินการเกิดความร้อนของแหล่งจ่ายไฟได้ต่ำเกินไป ผู้ผลิตได้พยายามอย่างไรเพื่อลดการสร้างความร้อนของแหล่งจ่ายไฟและปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของแหล่งจ่ายไฟ ในความเป็นจริง แม้ว่าการสูญเสียของแหล่งจ่ายไฟไม่ได้แสดงออกมาในรูปของความร้อนเท่านั้น แต่ความร้อนของแหล่งจ่ายไฟนั้นมาจากการสูญเสียของแหล่งจ่ายไฟ ดังนั้นการลดการสูญเสียของแหล่งจ่ายไฟจึงสามารถลดความร้อนของ จ่ายไฟได้ในระดับหนึ่ง การลดการสูญเสียของแหล่งจ่ายไฟหมายถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงของแหล่งจ่ายไฟ ด้วยเหตุผลนี้ ผู้ผลิตพาวเวอร์ซัพพลายหลายรายจึงใช้โซลูชันที่มีประสิทธิภาพการแปลงที่ดีกว่า เช่น โทโพโลยีเรโซแนนต์ LLC กับผลิตภัณฑ์หลักของตน โดยอนุญาตให้ผลิตภัณฑ์จาก 80Plus เป็นสีขาว เหรียญทองแดง 80Plus และเหรียญทองแดง 80Plus กำลังค่อยๆ ก้าวไปสู่เหรียญทอง 80Plus และแม้แต่แหล่งจ่ายไฟแพลทินัมที่ผ่านการรับรอง 80Plus ก็มีแนวโน้มที่จะเข้าสู่ตลาดกระแสหลัก

แน่นอนว่าวิธีการนี้จะเพิ่มราคาของพาวเวอร์ซัพพลายทั่วไป เนื่องจากประสิทธิภาพการแปลงที่สูงขึ้นหมายถึงความต้องการที่สูงขึ้นสำหรับโครงสร้างพาวเวอร์ซัพพลาย ฝีมือ และวัสดุ และต้นทุนโดยรวมก็จะสูงขึ้นตามธรรมชาติ ดังนั้น แทนที่จะใช้ต้นทุนจำนวนมากเพื่อแลกกับการสูญเสียเพียงเล็กน้อยหรือการสร้างความร้อนที่ลดลง มันง่ายกว่าที่จะเห็นผลโดยการปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของแหล่งจ่ายไฟโดยตรง เป็นเรื่องปกติมากขึ้นที่จะใช้โซลูชันการระบายความร้อนที่ดีขึ้น ซึ่งรวมถึงฮีตซิงก์และพัดลมระบายความร้อน เป็นต้น ตัวอย่างเช่น พาวเวอร์ซัพพลายซีรีส์ Thunder Eagle ของ ASUS มาพร้อมกับโซลูชันระบายความร้อน ROG Thermal Solution แบบเดียวกับซีรีส์ Thor พื้นที่ระบายความร้อนของฮีตซิงก์แบบกำหนดเองนั้นใหญ่กว่าฮีตซิงก์อะลูมิเนียมทั่วไป และยังใช้เพลา Axial-Tech พัดลม Flow ซึ่งสามารถนำปริมาณลมและแรงดันลมได้สูงกว่าพัดลมที่ใช้ใบพัดธรรมดา

พาวเวอร์ซัพพลายซีรีส์ Hydro PTM plus ของ FSP เพิ่มโมดูลระบายความร้อนด้วยน้ำบนพื้นฐานของการกระจายความร้อนด้วยอากาศ เมื่อผู้เล่นประกอบระบบระบายความร้อนด้วยน้ำแบบแยกส่วน ไม่เพียงแต่พาวเวอร์ซัพพลายจะรวมเข้ากับมันได้ดีขึ้น ทำให้โฮสต์ดูเป็นองค์รวมมากขึ้น แต่ยังสามารถนำมาซึ่งการปรับปรุงประสิทธิภาพการกระจายความร้อนอย่างแท้จริง ซึ่งอาจกล่าวได้ว่าให้บริการ หลายวัตถุประสงค์ด้วยหินก้อนเดียว พาวเวอร์ซัพพลายซีรีส์ "เจ็ดคอร์" ของ OC 3 ใช้เทคโนโลยีการเติมซิลิโคนนำความร้อนที่จดสิทธิบัตรของตนเองเพื่อห่อหุ้มพินชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่เปิดเผย ซึ่งสามารถป้องกันความชื้น ออกซิเดชัน แมลงศัตรูพืช และปัญหาอื่นๆ ได้ และในขณะเดียวกันก็สามารถกระจายได้อย่างสม่ำเสมอ กระจายความร้อนและเร่งการนำไฟฟ้าไปยังเปลือก จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของส่วนประกอบที่มีความร้อนสูง

ในความเป็นจริง ความร้อนที่เกิดจากแหล่งจ่ายไฟไม่ได้ต่ำ แต่แหล่งจ่ายไฟส่วนใหญ่ไม่สามารถตรวจสอบอุณหภูมิผ่านซอฟต์แวร์ เช่น CPU และ GPU ดังนั้นจึงไม่มีแนวคิดที่ใช้งานง่ายสำหรับคนส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม คุณไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับการกระจายความร้อนของแหล่งจ่ายไฟ ส่วนประกอบส่วนใหญ่ภายในแหล่งจ่ายไฟสามารถทำงานได้ตามปกติที่อุณหภูมิสูงขึ้น รูปแบบการกระจายความร้อนที่กำหนดค่าโดยผู้ผลิตสำหรับแหล่งจ่ายไฟได้รับการทดสอบเป็นเวลานานเช่นกัน สถานะของการป้องกันเป็นเรื่องยากมาก เป็นเพียงว่าเราไม่สามารถเพิกเฉยต่อการกระจายความร้อนของแหล่งจ่ายไฟได้ ในการใช้งานประจำวัน เรายังคงต้องใส่ใจว่าพอร์ตพัดลมหรือช่องระบายความร้อนของแหล่งจ่ายไฟถูกปิดกั้นหรือไม่ เมื่อซื้อแชสซี ให้พยายามเลือกผลิตภัณฑ์ที่เพิ่มประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของแหล่งจ่ายไฟ เช่น ช่องกระจายความร้อนอิสระ และแชสซีของช่องจ่ายไฟอิสระมีประโยชน์ต่อการกระจายความร้อนของแหล่งจ่ายไฟและการทำงานที่เสถียรของ ทั้งเครื่อง.