適切な電源の選び方：知っておくべきこと

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この記事は、PC電源に関する事実、技術、用語について詳しく知りたい方向けです。さらに深く知りたい方は、「PSU 101」の記事もぜひご覧ください。

説明をシンプルにする

ご安心ください。複雑でも退屈でもありません。スイッチング電源の仕組みを簡単に説明し、よくある技術的な問題をいくつか例を使って解説します。効率、損失、無効電力の意味と、これらの言葉があなたにとってなぜ重要なのかを説明します。そして、理論的な知識を実際の例に適用する前に、考えられる、そして（さらに重要なのは）必要な保護対策について見ていきます。

実例

大型対小型、高効率対高性能。3 つの異なる使用モデルに基づいて 3 台の PC を検証し、本当に必要な電源装置を計算し、品質と長期的な環境への影響に基づいて、PC で使用する適切なクラスの PSU について説明します。

頻度のトリック

真空管を使った昔のラジオを覚えていますか？ 頑丈な作りで、ゴツゴツして重かったのが特徴でした。しかし、重量増の原因は木製のフレームだけではありません。内部の巨大な変圧器も大きな要因でした。

当時すでに、賢明なエンジニアたちは、後に現代のあらゆるスイッチング電源に用いられることになる巧妙な物理学的トリックを活用していました。高交流電流を低電流に変換し、電流のガルバニック分離を実現するために、彼らは鉄板製のコアを持つ、強力ではあるものの通常の変圧器を使用していました。

60Hzの商用周波数には比較的大きなトランスが必要でしたが、100Hzから16kHzまでのはるかに高い低周波信号を供給するいわゆる出力トランスは、同じ電力を処理できるにもかかわらず、はるかに小型に設計できました。スペクトルの低周波側の周波数を積極的に制限することで、同じサイズのトランスで処理できる電力を増やすことができました。強力なスイッチング真空管や、後に同じ物理原理を用いた半導体などの新しい部品の発明とその後の導入により、この利点は他の分野にも引き継がれました。

それは私の PC にどう当てはまるのでしょうか?

現代のコンピューターの要件により、従来のトランスベースの電源ユニットでは、主電源をPCコンポーネントに必要な低電圧に変換できなくなりました。この変換に必要なトランスは大きすぎて、結果として非常に重くなってしまうからです。そこで、古き良き真空管ラジオと同じ周波数の仕組みを採用したスイッチング電源を採用しました。スイッチング電源の役割は、必要な電圧と電流を可能な限り効率的に供給し、同時にそれらのレベルを確実に維持することです。アナログ（リニア）ソリューションはもはや通用しません。代わりに、トランジスタをスイッチとして利用し、主電源をより高い周波数に変換することで、より小型のトランスで高電力を伝送できるようになりました。まさにこれが「スイッチング電源」という言葉の由来です。ご安心ください。想像するよりもずっと簡単です。

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Aris Mpitziopoulos 氏は Tom's Hardware の寄稿編集者で、PSU を担当しています。