新技術つくば
高効率ATX電源システム販売中!
新・ATX電源の選び方 -安定性・長寿命・高効率

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はじめに
ATX電源をどのような基準でお選びでしょうか?
容量でしょうか?

この問いは意外と難しく、その結果相性問題や動作の不安定といった不幸が起きています。
ここでは、いちど原点に立ち返って整理しましょう。

電源に必要とされることは二点しかありません。
第一は「トラブルを起こさないこと」です。
電圧の安定性(ノイズ電圧も含む)
寿命(信頼性)
コンピューターが時代遅れになって使われなくなるまでの間、一度もトラブルを起こさないこと。 そのためには部品の寿命で電圧ノイズが発生したりしては困ります。

次に重要な点はトータルのコストが安いことです。購入時の値段が安いことではありません。
寿命(信頼性)
効率
3年ごとに壊れて買い換えを強いられる3000円の電源と10年後も安定している10000円の電源、どちらの選択が低コストでしょうか。

15W余計に電力を消費する効率の悪い電源装置を5年間通電すると1万5千円以上の無駄な電気代を支払う羽目になります。 エネルギー機器の多くに言えることですが、電力コストを考えずに選定すると知らないうちに損をしますし環境にもよくありません。

1.電圧の安定性について
電源が原因となるシステムの不安定は、ほぼ100%電圧の不安定性に由来します。

ところが「電圧ノイズが乗っているんだ」といって電源を取り外し、電圧計で測定したり オシロスコープを使って電圧波形を観測しても、まず原因はわかりません。

なぜなら、電圧のずれも、リプル波形もシステムの安定性とほとんど関係しないからです。

ケーブルのコイル成分のため、どんな高価な電源も高周波の電圧変動に寄与できません。 それはマザーボード上の低等価直列抵抗(ESR)コンデンサが分担しています。 マザーボード上にZ=10mΩのコンデンサが3個並列に並んでいれば、I=1Aオーダーのリプル電流が流れ込んだとしても 、電圧変動はI x Z /3つまり僅か3mVです。但し、電源の故障で酷いリプル電流が発生するとコンデンサが発熱して短寿命になります。

微少なリプル波形ならばマザーボード上では完全に平滑されてしまうのです。

つまり、実際の負荷がかかっていない状態で馬脚を現すことはないのです。 さて、下のグラフは、某社の400W級ATX電源に「タチの悪い」パルス負荷を掛けた時の電圧変化です。

電圧変動のグラフ

上のグラフでパルス負荷を掛けた瞬間に 電圧が下がっている原因は試験器までの銅線の電圧降下なので電源の責任ではありませんが、 負荷が軽くなった瞬間、力あまって12Vと5Vが跳ね上がっていることがわかると思います。

このパルス負荷はたったの35Wに過ぎません。 定格400W級の従来型電源であっても僅か35Wの負荷で安定性が損なわれることがあるのです。

電圧変動のグラフ悪い例

この試験を、300W電源に行ったところ、PGOOD信号が誤作動して停止してしまいました。
これが「電源は3倍の容量を目安に」と言われるようになり、不毛なスペック競争が始まった原因の一つなのです。

それでは、正しく設計された電源ではどうでしょうか?

下のグラフは当社で試作した定格40W程度の5Vと3.3Vのレギュレータに、全く同一条件のパルス負荷を印加した時の電圧変化です。
(注:電圧が下がっているのは試験器までの銅線の電圧降下なので電源とは関係ありません。)

電圧変動のグラフ良い例
負荷が軽くなった瞬間に電圧の跳ね上がりが全くありません。

定格40Wの電源なら35Wのパルス負荷に余裕で対応できるべきでしょう。

お粗末な制御を、大容量でカバーするのは電力の無駄です。

安定性のためにも寿命のためにも無用な大容量の製品を選ぶ必要はありません。

では寿命はどうでしょうか? →→→第二回に続きます


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