自作PC「電源ユニット関連用語一覧」のご紹介
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自作PC「電源ユニット関連用語一覧」のご紹介
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80PLUS
PC用電源(PSU:PowerSupplyUnit)の省電力化認証プログラム。PSUは100Vの交流を3.3Vや5V12Vの直流に変換し、マザーボードや内蔵デバイスに供給します。
電力変換時の電力損失
入力した電力すべてが損失なく直流に変換できれば変換効率は100%になりますが、実際には損失が生じています。変換損失が40%(変換効率60%)ならば、300Wの電力を供給するために500Wを消費し、損失分の200Wは熱となってムダに放出されています。
変換効率の品質規格「80PLUS」
80PLUSは、負荷20%、50%、100%動作時において、変換効率80%以上を実現するPSUに対して付与されるロゴです。2007年にスタートしたEnergyStar4.0規格にも盛り込まれ、デスクトップPCの必須条件となっています。
2008年には、より高効率のPSUに付与するロゴとして、Bronze、SilverGoldが、2010年には、より上位のPlatinumが追加された。2020年現在、さらに上位のTitaniumが存在します。
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「PC用電源（PSU）の変換効率一覧」のご紹介
一般的なPCに使用するマルチアウトプット/ノンリダンダント仕様のPSUでは、下表のような変換効率が求められています。
ATX（Advanced Technology eXtended）
Intelが1995年に発表したマザーボードのフォームファクター。標準仕様のATXマザーボードはBabyATより少し大きな12×9.6インチ(305×244mm)。横幅(外部I/Oを取り付ける側、以下同じ)をFullATの仕様に合わせてあり、奥行き方向に短辺が来るように収納する(BabyATを90°回転させた形)。
自由度の高いATX規格
こうすることで拡張カードと干渉せずにパーツを自由に配置できるようになっており、PS/2やシリアル、パラレルなどのコネクタ類もマザーボードに実装可能となった。具体的なコネクタ類の種類や数、並び順についての制約はない。取り付け位置の開口部はバックパネルでふさぐ設計になっており、バックパネルさえあつらえればATXケースに収納することが可能。
規格を統一したATXファミリー
上述の標準サイズのほか、Extended ATXなどいくつかの規格が規定されています。このうちmicroATXがメーカーやショップブランドPCを中心に広く普及しています。
上位規格の大型ケースに下位規格の小型のマザーボードも収納できるよう、ネジ穴や拡張スロットの位置などが規定されています。
ATX 12V
Intelが2000年にリリースした、+12Vの電源コネクタを追加したATX用の電源規格。CPUの消費電力増大に備え、Pentium4向けに改訂されたATX電源の仕様で、+3.3Vと+5Vを補助供給する6ピンの補助電源コネクタと、CPUに+12Vを給電する2列4ピンのコネクタが追加されていました。
後者がATX12Vコネクタと呼ばれ、CPUはここから供給される電力を、VRM(VoltageRegulatorModule)やVRD(VoltageRegulatorDown)を使って最適な電圧に変換して使用します。
ATX電源
ATXシステムで使われる標準的なサイズの電源ユニット。サイズ(W×D×H)は150×140×86mmと規定されており、大型のファンを搭載している製品などではこれよりも奥行きが長い場合も。
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EPS12V（Entry Power Supply 12V）
Intel、Dell、HP、SGIIBMなどで構成されるSSI(Server System Infrastructure)Initiativeが2002年に策定した、エントリーレベルのサーバー向け電源仕様。
マザーボードに給電するメインのコネクタは、ATX12V2.xと同じピン配列の24ピン仕様でしが、CPU用のコネクタは8ピン仕様になっており、+12Vは2系統に拡張されています。さらに容量の必要なマザーボード向けには、ATX12Vコネクタと同じ4ピンのコネクタも用意。
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GND（GrouND）グラウンド
電気回路において常にOV(ゼロボルト)を保っている部分。
TFX電源
SFXよりもさらに小さいスリムタイプの電源ユニット。Low Profile対応のmicro ATXケースなどに使われています。サイズ(W×D×H)は85×175×65mm。TFは「Thin Form Factor」を意味します。
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SFX電源
micro ATXやFlex ATXでの利用を想定した小型の電源ユニットのサイズ規格。AからDまで4種類の形状が用意されており、主に高さ(厚み)が異なります。
SFX(B)とSFX(C)ではファン(厚み17.1mm)が下部に張り出す形状となっており、ともに本体部分の実質的な高さは80.6mm。SFは「Small Form Factor」の意味。
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力率（PowerFactor(PF)）
交流における皮相電力に対する、有効電力の割合を百分率で表わしたもの。
力率 = 有効電力 ÷ 皮相電力
直流と交流の力率
直流では、電力は負荷に加えられた電圧と流れる電流の積で表わされ、交流では、電源回路に含まれるコイルやコンデンサなどにより電圧と電流の間に位相差(時間的なずれ)が生じます。
直流とは異なり、すべての電力が負荷で消費されるわけではなく、位相差が大きければ、実際の負荷による消費電力も大きく変化します。
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皮相電力
単純な電圧と電流(いずれも実効値)の積で表わされる交流の見かけの電力を皮相電力と言い、通常の電力と区別するため、Wの代わりにVA(ボルトアンペア)という単位が用いられています。
電圧と電流の位相差のコサインが力率
実際に負荷によって消費する電力を有効電力、負荷によって消費されない電力を無効電力、皮相電力に対する有効電力の割合を力率と言い、電圧と電流が比例関係にある正弦波の場合に限れば、電圧と電流の位相差のコサインが力率に相当します。
力率が下がると消費できる電力も低下する
位相差が0ならば力率は100%で 皮相電力 = 有効電力 となりますが、力率が下がると実際に消費できる有効電力も低下します。言い換えると、同じ有効電力を消費できるようにするには、より大きな皮相電力が必要となり、供給する側の設備も大掛かりになります。
たとえば、無停電電源装置のインバータやDC-DCコンバータなどは、力率がよければ限ら れた容量で最大限の電力が得られます。
一般家庭の電気料金は有効電力に対しての課金のため関係ないのですが、工場などで使われる動力用の契約では、力率しだいで料金が割り引き・割り増しされる仕組みになっています。
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