วันพุธที่ 23 พฤษภาคม พ.ศ. 2555

มาตรฐานของพาวเวอร์ซัพพลาย
พาวเวอร์ ซัพพลายของพีซีมีรูปร่างหน้าตาแตกต่างกันหลายแบบ ซึ่งรูปร่างหน้าตาที่แตกต่างกันนี้มันมาจากเรื่องของมาตรฐานนั่นเอง นอกจากความต่างกันเรื่องขนาดและแบบของปลั๊กแล้ว ความต่างศักย์ที่จ่ายออกมายังต่างกันอีกด้วย ดังต่อไปนี้

มาตรฐาน AT
พาวเวอร์ ซัพพลายแบบ AT ใช้กับเคสและเมนบอร์ดแบบ AT พาวเวอร์ซัพพลายแบบนี้จะจ่ายไฟด้วยความต่างศักย์สี่ค่าคือ +5V, +12V, -5V และ 12V และใช้หัวต่อแบบ 12 ขา ซึ่งส่วนใหญ่แล้วแบ่งออกเป็น 6 ขา 2 ชุด ปัญหาก็คือ หัวต่อ 6 ขาทั้งสองชุดนี้สามารถเสียบเข้าไปในด้านใดก็ได้ของหัวต่อ 12 ขาบนเมนบอร์ด เพื่อป้องกันการผิดพลาด เราต้องจำให้ขึ้นใจว่าต้องติดตั้งหัวต่อแบบนี้โดยจัดวางในลักษณะให้สายสีดำ อยู่ตรงกลางของหัวต่อแต่พาวเวอร์ซัพพลายแบบ AT นั้นตกยุคไปได้หลายปีแล้ว

clip_image002
ตัวอย่างการต่อคอนเน็คเตอร์ของพาวเวอร์ซัพพลายแบบ AT เข้ากับเมนบอร์ดแบบ AT

มาตรฐาน ATX
พาวเวอร์ ซัพพลายแบบ ATX จะใช้กับเคสและเมนบอร์ดแบบ ATX โดยเหล่งจ่ายไฟมาตรฐาน ATX นี้เป็นมาตรฐานที่มีบทบาทมากที่สุดในเวลานี้แม้ว่าจะมีการเปิดตัวมาตรฐานของ BTX ออกมานานแล้วก็ตาม แต่มาตรฐานของ ATX นั้นก็ยังคงอยู่และมีการพัฒนาต่อเนื่องมาอีกหลายเวอร์ชัน และเราก็ยังสามารถนำพาวเวอร์ซัพพลายแบบ ATX ไปใส่ในเคสแบบ BTX ได้ รวมไปถืงเมนบอร์ดแบบ ATX ก็สามารถนำไปติดตั้งในเคสที่เป็น BTX ได้เช่นกัน เพราะทางผู้ผลิตเคสได้ทำช่องสำหรับยึดตำแหน่งของพาวเวอร์ซัพพลายกับเมนบอร์ด แบบ ATX เอาไว้ด้วย
สำหรับพาวเวอร์ซัพพลายแบบ ATX ก็จะมีหลายรูปแบบที่เราจะกล่าวถึงต่อไป สำหรับความแตกต่างประการหลักสามประการระหว่างพาวเวอร์ซัพพลายแบบ AT และ ATX คือ มีสายไฟฟ้า +3.3V เพิ่มเติมอีกหนึ่งสาย, พาวเวอร์ซัพพลายแบบ ATX ในเวอร์ชันแรกๆ ใช้หัวต่อแบบ 20 ขา และพาวเวอร์ซัพพลายแบบนี้มีสายสำหรับเปิดปิด อันทำให้สามารถปิดพาวเวอร์ซัพพลายด้วยซอฟต์แวร์ได้ พาวเวอร์ซัพพลายของ ATX มีขนาดกว้าง, สูง, ลึกเท่ากับ 5.90 นิ้ว x 3.38 นิ้ว x 5.51 นิ้ว (150 มิลลิเมตร x 86 มิลลิเมตร x 140 มิลลิเมตร
clip_image004
คอนเน็คเตอร์หลักของพาวเวอร์ซัพพลายแบบ ATX และคอนเน็คเตอร์พาวเวอร์บนเมนบอร์ด ATX
มาตรฐาน ATX12V v1.x
เนื่อง จากซีพียูสมัยใหม่ต้องการพลังงานมากขึ้น จึงได้มีการเพิ่มหัวต่อให้กับพาวเวอร์ซัพพลายแบบ ATX กล่าวคือ หัวต่อ 12V แบบสี่ขาและหัวต่อเสริม +3.3V และ +5V หกขา โดยหัวต่อแบบหกขานี้แต่เดิมมีใช้กันอยู่ในเมนบอร์ด Pentium 4 รุ่นแรก (เมนบอร์ดที่ใช้ซ็อกเก็ต 423) เราใช้พาวเวอร์ซัพพลายแบบนี้กับเมนบอร์ด ATX12V v1.x โดยมีขนาดทางกายภาพเหมือนกับพาวเวอร์ซัพพลายแบบ ATX นอกจากที่กล่าวมาแล้ว ATX12V v1.3 ยังได้มีการนำหัวต่อ Serial ATA ซึ่งมี 15 ขาเข้ามาใช้
clip_image006
คอนเน็คเตอร์ AUX สี่ขา ATX12V บนเมนบอร์ด
clip_image008
คอนเน็คเตอร์ AUX สี่ขาของพาวเวอร์ซัพพลาย ATX12V v1.x และคอนเน็คเตอร์ 8 ขาของ EPS ATX 12V
clip_image010
หัวต่อเสริมหกขาบนพาวเวอร์ซัพพลาย ATX12V v1.x
clip_image012
หัวต่อ 15 ขาเพื่อจ่ายไฟ Serial ATA ที่เริ่มนำมาใช้ใน ATX12V v1.3
มาตรฐาน ATX12V v2.x
ATX12V รุ่นใหม่นี้เปลี่ยนหัวต่อจ่ายไฟให้กับเมนบอร์ดจาก 20 ขาเป็น 24 ขา และยังยกเลิกหัวต่อเสริม 6 ขาเนื่องจากไม่มีการใช้งานอีกต่อไป รวมทั้งปรับการใช้งานหัวต่อจ่ายไฟ Serial ATA อย่างไรก็ดี มีเมนบอร์ดATX12V v2.x บางรุ่นที่ยังคงเปิดโอกาสให้เราใช้กับพาวเวอร์ซัพพลาย 20 ขาดังเช่นพาวเวอร์ซัพพลาย ATX12V v1.x นอกจากนี้ เรายังสามารถใช้พาวเวอร์ซัพพลาย ATX12V v2.x กับเมนบอร์ด ATX12V v1.x โดยผ่านทางตัวแปลง ขนาดทางกายภาพของ ATX12V v2.X เหมือนกันกับพาวเวอร์ซัพพลาย ATX ดั้งเดิมและยังคงรักษาหัวต่อ 12V 4 ขาเพิ่มเติมที่เริ่มนำมาใช้ใน ATX12V v1.x
clip_image014
คอนเน็คเตอร์พาวเวอร์ 24 ขา และคอนเน็คเตอร์พาวเวอร์ EPS 12V บนเมนบอร์ด
clip_image016 ตัวแปลงจาก 24 ขาไปเป็น 20 ขา
มาตรฐานแบบอื่นๆ
EPS12V: SSI (Server System Infrastructure) เป็นผู้กำหนดรูปทรงนี้สำหรับพาวเวอร์ซัพพลายเซิร์ฟเวอร์ระดับล่าง พาวเวอร์ซัพพลายแบบนี้ใช้หัวต่อบนเมนบอร์ดแบบเดียวกับ ATX12V v2.x และมีหัวต่อ 12V 8 ขาแบบใหม่ EPS12V ยังคงมีขนาดเหมือนกับมาตรฐาน ATX ดั้งเดิม และใช้กับเมนบอร์ดแบบ EPS12V เนื่องจากพาวเวอร์ซัพพลายแบบนี้มีหัวต่อเพิ่มขึ้นมาเพียงอันเดียว ผู้ผลิตพาวเวอร์ซัพพลายหลายรายจึงผลิตรุ่นที่เป็นทั้ง ATX12V v2.x และ EPS12V ในเวลาเดียวกัน
clip_image018 หัวต่อ EPS12V
นอกจากรูปทรงหลักของพาวเวอร์ซัพพลายสำหรับเครื่องเดสก์ทอปดังที่ได้กล่าวมาแล้ว ยังมีรูปทรงสำหรับเครื่องพีซีขนาดเล็กเช่นกัน
clip_image020 พาวเวอร์ซัพพลาย LFX12V
การระบายความร้อน
ดัง ที่เราได้กล่าวมาแล้วว่า พาวเวอร์ซัพพลายมีบทบาทสำคัญในกระบวนระบายความร้อนของพีซี โดยหน้าที่ที่แน่นอนของมันคือนำอากาศร้อนออกไปจากเคส การไหลของอากาศภายในพีซีจะเริ่มจากอากาศเย็นไหลผ่านเข้าไปทางช่องด้านหน้า ของเคส ต่อจากนั้น อากาศถูกทำให้ร้อนขึ้นโดยอุปกรณ์ดังเช่นซีพียู การ์ดจอ ฮาร์ดดิสก์ ชิปเซต ฯลฯ เนื่องจากอากาศร้อนมีความหนาแน่นน้อยกว่าอากาศเย็น มันจึงลอยขึ้นไปด้านบนตามหลักธรรมชาติทำให้อากาศร้อนลอยตัวไปถูกกักอยู่ตรง ส่วนบนสุดของเคส พัดลมทำความเย็นของพาวเวอร์ซัพพลายจะทำงานเป็นพัดลมระบายอากาศ ดึงลมร้อนออกจากบริเวณนี้และเป่าออกไปจากพีซี
ในยุคหนึ่งพาวเวอร์ ซัพพลายที่มีราคาแพงจะมีพัดลมระบายอากาศสองหรือสามตัว แต่เดี๋ยวนี้ได้มีการเปลี่ยนแปลงไปโดยเปลี่ยนมาใช้พัดลมที่มีขนาดใหญ่ขึ้น แทนเพื่อลดเสียงรบกวนในการทำงานไปด้วยในตัว และเคสส่วนมากก็จะมีพื้นที่ว่างพอควรสำหรับติดตั้งพัดลมเพิ่มเติมที่ด้าน หลัง
อย่างไรก็ตามเคสคอมพิวเตอร์บางรุ่นก็ไม่ได้ให้เราทำการติดตั้ง พาวเวอร์ซัพพลายไว้ทางด้านบนของตัวเคส แต่จะให้พาวเวอร์ซัพพลายอยู่ด้านล่างของเคสแทน หรือถ้าเป็นเคสที่วางแบบแนวนอนพาวเวอร์ซัพพลายก็จะอยู่ด้านหนึ่ง เมนบอร์ดและอุปกรณ์ต่างๆ ก็จะอยู่อีกด้านหนึ่ง พาวเวอร์ซัพพลายก็ยังมีส่วนช่วยในการระบายความร้อนออกจากเคสอยู่ดี เพราะอย่างน้อยๆ มันก็นำความร้อนจากตัวมันเองออกสู่นอกเคส ไม่ทิ้งความร้อนสะสมไว้ภายในตัวเครื่องเหมือนกับอุปกรณ์อื่นๆ
clip_image022 การไหลของอากาศภายในเคสของพีซี
ปัญหา ของพัดลมรวมไปถึงพัดลมพิเศษของพาวเวอร์ซัพพลายคือเสียง ซึ่งอาจรบกวนการทำงานของเราได้ เพื่อแก้ไขปัญหาเรื่องเสียง ผู้ผลิตบางรายจึงได้ใส่คุณสมบัติเพิ่มเติมเข้าไปในพาวเวอร์ซัพพลาย เช่น ความเร็วการหมุนของพัดลมขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของพาวเวอร์ซัพพลาย เมื่อต้องการพลังงานน้อย เสียงก็จะเบาลง อย่างไรก็ดี มีพาวเวอร์ซัพพลายบางแบบที่เราต้องกำหนดความเร็วของพัดลมระบายอากาศเองผ่าน ทางสวิตช์ด้านหลัง ไม่ได้กระทำแบบอัตโนมัติ
ความมีเสถียรภาพ
พาวเวอร์ ซัพพลายที่มีคุณภาพสูงจะต้องรับประกันว่าสามารถจ่ายไฟที่มีค่าความต่างศักย์ คงที่โดยไม่คำนึงถึงความไม่สมบูรณ์หรือโอเวอร์โหลดที่เกิดขึ้นมาจากระบบ ไฟฟ้าหรือจากการใช้ไฟฟ้าที่ขึ้น ๆ ลง ๆ ของคอมพิวเตอร์ เพื่อให้คอมพิวเตอร์ปฏิบัติการได้อย่างถูกต้องและปลอดภัย มีความจำเป็นที่ความต่างศักย์ที่พาวเวอร์ซัพพลายจ่ายออกมาต้องคงที่ โดยอุปกรณ์บางอย่างของคอมพิวเตอร์บางอย่างโดยเฉพาะซีพียูมีความไวต่อการขึ้น ๆ ลง ๆ ของความต่างศักย์มาก อาการขึ้น ๆ ลง ๆ ทันทีทันใดอาจทำให้คอมพิวเตอร์หยุดทำงานหรือทำให้ส่วนประกอบคอมพิวเตอร์ บางอย่างไหม้ อย่างไรก็ดี คอมพิวเตอร์สามารถทนต่อการขึ้น ๆ ลง ๆ ของความต่างศักย์บางอย่างได้โดยไม่ทำให้ส่วนประกอบเสียหายไป ในตารางที่ 1 แสดงความต่างศักย์ที่พาวเวอร์ซัพพลายจ่ายออกมา กับค่าต่ำสุดและค่าสูงสุดที่คอมพิวเตอร์สามารถรองรับได้

ความต่างศักย์ที่ออกมาความเบี่ยงเบนค่าต่ำสุดค่าสูงสุด
+5VDC+/-5%+4.75V+5.25V
+12VDC+/-5%+11.40V+12.60V
-5VDC+/-10%-4.5V-5.5V
-12VDC+/-10%-10.8V-13.2V
+3.3VDC+/-5%+3.14V+3.47V
+5V SB+/-5%+4.75V+5.25V
ตารางที่ 1 ความต่างศักย์ที่พาวเวอร์ซัพพลายจ่ายออกมา กับค่าต่ำสุดและค่าสูงสุดที่คอมพิวเตอร์สามารถรองรับได้
ความสามารถในการจ่ายพลังงาน
เรา จำแนกประเภทและการทำตลาดของพาวเวอร์ซัพพลายตามพลังงานสูงสุดที่สามารถ จ่ายออกมาได้ในหน่วยวัตต์ พลังงานคือความจุของพลังงานไฟฟ้าที่จะถูกแปลงให้เป็นพลังงานอีกแบบหนึ่ง ซึ่งปกติจะเป็นพลังงานความร้อน, พลังงานกล, พนังงานเคมี ฯลฯ โดยทั่วไป ความสามารถในจ่ายพลังงานของพาวเวอร์ซัพพลายยิ่งมากขึ้น เราก็ยิ่งสามารถติดตั้งบอร์ดและอุปกรณ์ข้างเคียงบนคอมพิวเตอร์ได้มากขึ้น เช่นกัน
แต่ว่า ความจุของพาวเวอร์ซัพพลายที่จริงแล้วคืออะไร? ความหมายของพาวเวอร์ซัพพลาย “300 วัตต์” “500 วัตต์” หรือ “1000 วัตต์” คืออะไร
ดัง ที่ได้กล่าวมาแล้ว พาวเวอร์ซัพพลายจะทำตลาดตามพลังงานสูงสุดที่ผลิตได้ออกมา คำว่าพาวเวอร์ซัพพลาย 300 วัตต์ หมายความว่า มันสามารถจัดหาพลังงานสูงสุดไปยังคอมพิวเตอร์ที่ 300 วัตต์ ค่ากำลังสูงสุดของพลังงานที่จัดหาให้อาจจะคำนวณง่าย ๆ ได้โดยการคูณความต่างศักย์ของเอาต์พุตแต่ละอย่างแล้วนำผลที่ได้มาบวกเข้า ด้วยกัน เช่น ตารางข้างล่างแสดงวิธีพลังงานสูงสุดที่ผลิตขึ้นมาโดยพาวเวอร์ซัพพลายแบบ AT 300W โดยพลังงานที่ผลิตออกมาเป็นค่าความต่างศักย์ลบจะถูกบวกไปที่ผลรวมทั้งหมด ไม่ใช่นำไปลบ จะเห็นว่าพาวเวอร์ซัพพลาย AT นี้สามารถผลิตพลังงานทั้งหมดมากกว่า 300W เล็กน้อย ดูตารางที่ 2

ความต่างศักย์เอาต์พุตกระแสไฟฟ้าพลังงานสูงสุด
+12V12A12 x 12 = 144W
+5V30A5 x 30 = 150W
-5V0.3A5 x 0.3 = 1.5W
-12V1A12 x 1 = 12W
ความจุทั้งหมดของพาวเวอร์ซัพพลาย144 + 150 + 1.5 + 12 = 307.5W
ตารางที่ 2 ตัวอย่างการคำนวณจำนวนวัตต์ของพาวเวอร์ซัพพลายมาตรฐาน AT
การ คำนวณความจุสูงสุดของพาวเวอร์ซัพพลาย ATX มีความแตกต่างเล็กน้อยอันเนื่องมาจากแนวความคิดเรื่องพลังงานร่วมกัน พาวเวอร์ซัพพลาย ATX จะรวมเอาต์พุต +3.3V กับ +5V เพื่อให้ค่าพลังงานใหม่ซึ่งก็คือพลังงานร่วมกัน อันหมายความว่า ค่าที่นำมาพิจารณาเมื่อทำการคำนวณกำลังสุดของพาวเวอร์ซัพพลายคือ ค่าของพลังงานร่วม ไม่ได้เป็นค่าเดี่ยวของเอาต์พุตสองอย่างนี้
ใน ตารางที่ 3 เรารวมค่ากระแสและพลังงานที่เกี่ยวข้องของพาวเวอร์ซัพพลายแบบ ATX 300W เข้าด้วยกัน จะเห็นว่า ค่าของพลังงานร่วมกันคือ 150W (+3.3V/+5V) ในการคำนวณกำลังสูงสุดของพาวเวอร์ซัพพลาย ATX เราทำการบวกค่าพลังงานของเอาต์พุต +12V เข้ากับพลังงานร่วมกัน (+3,3V/5V), พลังงานของเอาต์พุต -12V และพลังงานของ +5V Standby ผลที่ได้เป็นกำลังสูงสุดที่สามารถจ่ายไปให้คอมพิวเตอร์ได้

ความต่างศักย์เอาต์พุตกระแสไฟฟ้าพลังงานสูงสุด
+12V8A12 x 8 = 96W
+5V30A5 x 30 = 150W
+3.3V14A3.3 x 14 = 46.2W
+3.3V/+5V150W
-5V0.5A5 x 0.5 = 2.5W
-12V0.5A12 x 0.5 = 6W
Standby1.5A5 x 1.5 = 7.5W
ความจุทั้งหมดของพาวเวอร์ซัพพลาย96+ 150 +2.5 + 6 + 7.5 = 262W
ตารางที่ 3 ตัวอย่างการคำนวณค่าการจ่ายไฟของพาวเวอร์ซัพพลาย ATX 300 วัตต์
ตัวอย่าง ในตารางที่ 3 นี้เราจะเห็นว่า พาวเวอร์ซัพพลายนี้อันที่จริงเป็นพาวเวอร์ซัพพลาย 262W ไม่ใช่ 300W ดังที่ได้โฆษณาไว้ โชคไม่ดีที่นี่คือเรื่องจริงที่เราพบเห็นกันทั่วไปว่าผู้ผลิตพาวเวอร์ ซัพพลายแจ้งบอกค่าพลังงานสูงสุดอย่างไม่ถูกต้อง วิธีที่ง่ายที่สุดในการค้นหาค่าพลังงานสูงสุดที่แท้จริงที่พาวเวอร์ซัพพลาย สามารถทำได้คือ การคำนวณตามสูตรที่ได้กล่าวมาแล้ว
อย่างไรก็ดี ค่าที่ได้จากการคำนวณไม่ได้หมายความว่า พาวเวอร์ซัพพลายจะสามารถให้พลังงานตามที่คำนวณไว้ได้ มันเป็นเพียงแค่ตัวเลขของพาวเวอร์ซัพพลาย (ตามที่ติดป้ายบอก)เท่านั้น เราต้องมีการทดสอบอย่างทั่วถึงในห้องทดลองโดยการใช้โหลดพลังงานเต็มที่เพื่อ ทดสอบดูว่า พาวเวอร์ซัพพลายสามารถจ่ายค่าตัวเลขนี้ได้จริง
ประสิทธิภาพของพาวเวอร์ซัพพลาย
ประสิทธิภาพ ของแหล่งจ่ายไฟแสดงจำนวนเปอร์เซ็นต์ไฟฟ้ากระแสสลับที่ถูกแปลงเป็นไฟฟ้ากระแส ตรงอย่างมีประสิทธิภาพ มันคือความแตกต่างระหว่างการใช้พลังงานที่แหล่งจ่ายไฟส่งออกมากับส่วนที่ถูก ดูดซับโดยระบบไฟฟ้าอย่างมีนัยสำคัญ
ถ้าแหล่งจ่ายไฟจ่ายเอาต์พุตออกมา 150W และใช้พลังงาน 200W จากระบบไฟฟ้าในเวลาเดียวกัน เราสามารถสรุปได้ว่า แหล่งจ่ายไฟนี้มีประสิทธิภาพ 75% ความแตกต่าง จำนวน 50W ในตัวอย่างนี้ ถูกแพร่กระจายในรูปของความร้อน อันหมายความว่า แหล่งจ่ายไฟที่มีดัชนีประสิทธิภาพสูงกว่า จะก่อให้เกิดความร้อนภายในเคสน้อยกว่าแหล่งจ่ายไฟที่มีดัชนีประสิทธิภาพต่ำ กว่า
แหล่งจ่ายไฟอาจเป็นหนึ่งในหลายส่วนประกอบที่ก่อให้เกิดความร้อน ภายในเคสของคอมพิวเตอร์ แหล่งจ่ายไฟที่ราคาแพงกว่าซึ่งมีระดับประสิทธิภาพสูงกว่า มีแนวโน้มที่จะก่อให้เกิดความร้อนน้อยกว่าที่รุ่นที่มีราคาถูกกว่า เนื่องจากในปัจจุบัน สิ่งที่ควรคำนึงถึงตอนประกอบพีซีคือ ความร้อนสูง ดังนั้นเราควรนำข้อมูลข่าวสารนี้มาพิจารณา
ถอดรหัส Power Factor Correction อีกอย่างที่ควรรู้เกี่ยวกับพาวเวอร์ซัพพลาย
Power Factor Correction (PFC) หรือการแก้ไขค่าตัวประกอบกำลังเป็นคำศัพท์ที่บริษัทผู้ผลิตพาวเวอร์ซัพพลาย คิดค้นออกมา อย่างไรก็ดี คำศัพท์นี้ก่อให้เกิดความสับสนพอสมควรเพราะผู้ผลิตแต่ละรายให้คำนิยามของคำ ศัพท์นี้แตกต่างกันไป ซึ่งมีการพูดถึงการแก้ไขค่าตัวประกอบกำลังมากมาย แต่คำอธิบายส่วนใหญ่ก่อให้เกิดความสับสนหรือไม่ตรงประเด็น รายละเอียดต่อไปนี้จะสรุปนิยามของการแก้ไขค่าตัวประกอบกำลังเพื่อความชัดเจน ว่าจริง ๆ แล้ว PFC คืออะไร
นิยามของ PFC
ก่อน อื่น เรามาดูนิยามของ PFC ของผู้ผลิตแต่ละรายกันก่อน เริ่มด้วย Zalman ที่ให้คำนิยามของ PFC ไว้ดังนี้“ระบบแหล่งจ่ายไฟที่มีเครื่องปรับแรงดันแบบสวิตชิ่งจะมีวงจรแปลงไฟ ที่ทำหน้าที่แปลงไฟอินพุตกระแสสลับให้เป็นไฟกระแสตรงเพื่อป้อนไฟให้วงจรหลัก วงจรแปลงไฟนี้ประกอบด้วยตัวเก็บประจุขนาดใหญ่ซึ่งทำหน้าที่ปรับไฟกระแสตรง ให้มีความราบเรียบมากขึ้นและช่วยให้วงจรรักษาระดับแรงดันสามารถทำงานได้ตาม ต้องการ อย่างไรก็ดี ประจุยอด (peak charge) ของตัวเก็บประจุจะมีค่าสูงขึ้นเมื่อต้องการค่าความจุมากขึ้น ซึ่งค่านี้ก่อให้เกิดกระแสไฟกระชากแบบไม่เป็นเชิงเส้นแก่วงจรหลัก นอกจากนี้ยังทำให้เกิดความบิดเบือนต่อแรงดันไฟฟ้า, ความถี่ฮาร์มอนิก (harmonic คือส่วนประกอบในรูปสัญญาณคลื่นไซน์ของสัญญาณหรือปริมาณเป็นคาบใด ๆ ซึ่งมีความถี่เป็นจำนวนเต็มเท่าของความถี่หลักมูล เช่น ไฟฟ้าในประเทศไทยมีความถี่หลักมูลเท่ากับ 50 Hz ผลของฮาร์มอนิกเมื่อรวมกันกับสัญญาณความถี่หลักมูลทำให้สัญญาณที่เกิดขึ้นมี ขนาดและรูปสัญญาณเพี้ยนไป และทำให้ค่า power factor ลดลง) ปัจจุบัน ได้มีการกำหนดมาตรฐานสากลสำหรับควบคุมฮาร์มอนิก (IEC100-3-2) และเครื่องใช้ไฟฟ้าทั่วไปที่ใช้ไฟอย่างน้อย 70 วัตต์ในประเทศแถบยุโรปต้องมีการนำ PFC มาใช้นับตั้งแต่เดือนมกราคม ปี 2001”
สำหรับ Enermax ได้ให้นิยามไว้ดังนี้ “ค่าตัวประกอบกำลังเท่ากับ 95 เปอร์เซ็นต์ที่แรงดันกระแสสลับ 230 โวลต์ขณะมีการใช้งานอย่างเต็มที่ ตั้งแต่วันที่ 1 มกราคมปี 2001 ประเทศในสหภาพยุโรปต้องมีการนำมาตรฐาน EN61000-3-2 (ฮาร์มอนิกของสายไฟ) และ EN61000-3-3 (การกระเพื่อมของสัญญาณในสายไฟ) มาใช้ และสินค้าทุกชิ้นที่ส่งมายังประเทศในสหภาพยุโรปหรือวางตลาดในประเทศในสหภาพ ยุโรปต้องทำตามมาตรฐานทั้งสองตัวนี้”
ซึ่งดูแล้วยิ่งสับสน ดังนั้นเรามาสร้างความชัดเจนกัน

การแก้ไข Power Factor
อุปกรณ์ ไฟฟ้าที่ประกอบด้วยมอเตอร์ หรือหม้อแปลงดังเช่นพาวเวอร์ซัพพลาย จะมีการใช้พลังงานสองแบบคือ active (วัดค่าเป็น KWh) และ reactive (วัดค่าเป็น kVAh) โดยพลังงาน active คือพลังงานที่ผลิตงานจริง เช่น การหมุนของแกนมอเตอร์ ส่วนพลังงาน reactive (ยังเรียกว่าเป็นพลังงานแม่เหล็ก) คือพลังงานที่ต้องการเพื่อผลิตสนามแม่เหล็กเพื่อช่วยให้การทำงานจริงทำได้บน หม้อแปลง, มอเตอร์ ฯลฯ ผลรวมของเวคเตอร์ของพลังงาน reactive และพลังงานจริงเรียกว่าพลังงาน apparent และวัดค่าออกมาเป็น kVAh สำหรับลูกค้าอุตสาหกรรม การไฟฟ้าวัดและคิดค่าการใช้โดยยึดถือพลังงาน apparent แต่สำหรับลูกค้าที่อยู่อาศัยและธุรกิจการค้า พลังงานที่วัดและคิดค่าคือพลังงาน active
ปัญหาคือ แม้ว่าจะมีความจำเป็นต่อมอเตอร์และหม้อแปลง ส่วนพลังงาน Reactive “ครอบครองพื้นที่ว่าง”บนระบบซึ่งพลังงาน active สามารถนำไปใช้ได้มากกว่า
Power factor คืออัตราส่วนระหว่างพลังงาน active และพลังงาน apparent ของวงจร (power factor = พลังงาน active หารด้วยพลังงาน apparent) อัตราส่วนนี้สามารถแปรเปลี่ยนได้ตั้งแต่ 0 (0%) ถึง 1 (100%) ค่าที่ใกล้ 1 มากที่สุดแสดงถึงข้อดีที่มากกว่าเพราะมันหมายความว่า วงจรดูดซับพลังงาน reactive น้อยกว่า
เพื่อที่ว่าจะทำให้เกิดการใช้พลังงาน Reactive ให้พอเหมาะ หลายประเทศได้จัดตั้งกฎหมายของจำนวนเปอร์เซ็นต์พลังงาน reactive สูงสุดที่ลูกค้าสามารถใช้ได้ ถ้าลูกค้ามี power factor ต่ำกว่าค่าที่ตั้งไว้โดยทางรัฐบาล (นั่นคือพลังงาน reactive สูงกว่าขีดจำกัดที่ตั้งไว้ตามกฎหมาย) ลูกค้าจะต้องเสียค่าปรับ
แนวคิด เรื่องค่าปรับมีอยู่เพื่อบังคับให้อุตสาหกรรมปรับปรุง Power factor ได้ดีขึ้น และเพื่อป้องกันไม่ให้พวกเขาใช้พลังงาน reactive มากขึ้น เนื่องจากพลังงานประเภทนี้จะโอเวอร์โหลดระบบด้วยประเภทของพลังงานที่ใช้ไป อย่างไม่มีประสิทธิภาพดังที่ได้กล่าวมาแล้ว แต่มันจำเป็นในการทำให้มอเตอร์และหม้อแปลงสามารถปฏิบัติการได้
โดย ทั่วไป การปรับปรุงนี้ประกอบด้วยการตรวจสอบว่า มีมอเตอร์หรือหม้อแปลงที่ทำงาน “เปล่า ๆ” หรือมีขนาดใหญ่เกินไป โดยพลังงาน reactive มีความจำเป็นสำหรับการปฏิบัติการเมื่อมีโหลดสูงสุดและเกือบมีความจำเป็นเช่น เดียวกันสำหรับปฏิบัติการเมื่อมีโหลดต่ำ กล่าวคือ ถ้ามอเตอร์ทำงานเมื่อมีโหลดต่ำ มันจะใช้พลังงาน active น้อยลง แต่ปริมาณการใช้พลังงาน reactive ยังคงเท่ากับเมื่อมันทำงานเมื่อมีโหลดสูงสุด ทำให้เกิด Power factor ที่ต่ำ
มี หลายประเทศเริ่มต้นออกกฎหมายซึ่งบังคับให้ผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และ เครื่องใช้ไฟฟ้าสำหรับผู้บริโภคทำตามมาตรฐาน Power factor เช่นเดียวกับที่ได้เคยเรียกร้องให้อุตสาหกรรมต่าง ๆ ปฏิบัติตาม เมื่อเดือนมกราคม ปี 2001 สหภาพยุโรปเริ่มต้นต้องการให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดที่ขายในประเทศ ที่มีการใช้พลังงานเกิน 70 วัตต์จะต้องมีวงจรแก้ไข Power factor เพื่อที่ว่าจะใช้พลังงาน reactive ของระบบไฟฟ้าน้อยกว่าที่เป็นไปได้ มีการคาดหมายกันจากประเทศอื่น ๆ เช่นกันว่า พวกเขาจะเริ่มต้นใช้มาตรการเหมือนกัน
ด้วยเหตุผลนี้ ผู้ผลิตพาวเวอร์ซัพพลายที่ต้องการขายในยุโรปในปี 2001 จะต้องเริ่มต้นผลิตแหล่งจ่ายไฟที่มีวงจรแก้ไข Power factor หรือที่เรียกกันอย่างย่อว่า PFC (Power Factor Correction)
วงจร PFC มีสองแบบคือ passive และ active โดย passive PFC ใช้ส่วนประกอบซึ่งไม่ต้องมีการจ่ายไฟให้ (เช่นคอยล์แกนเฟอร์ไรต์) และมีค่า Power factor อยู่ระหว่าง 0.60 (60%) และ 0.80 (80%) ส่วน active PFC จะมีการออกแบบเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนกว่า หรืออาจจะใช้ไอซีสำเร็จรูป ทรานซิสเตอร์และไดโอด ตามที่ผู้ผลิตแต่ละรายออกแบบไว้ มันสามารถก่อให้เกิด Power factor เกิน 0.95 (95%) เมื่อเป็นเช่นนี้ภาคจ่ายไฟแบบทั่วๆ ไปที่ไม่มีวงจร PFC เลยจะมีค่า Power factor ต่ำกว่า 0.60 (60%)
PFC ไม่เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพและเป็นเรื่องเข้าใจผิดที่เราพบได้ในตลาดมาก ขึ้น วงจรนี้ไม่ได้ทำให้คอมพิวเตอร์ใช้ไฟฟ้าน้อยลงดังที่ได้อธิบายแล้ว หน้าที่ของ PFC คือป้องกันแหล่งจ่ายไฟจากการใช้พลังงาน reactive จากระบบไฟฟ้ามากขึ้น เป็นผลให้ใช้ได้พอเหมาะในระบบไฟฟ้า (อนุญาตให้การไฟฟ้าจัดหาพลังงาน active ได้มากขึ้น) การเสริมวงจรแบบนี้กระทำไปเพื่อทำตามที่กฎหมายกำหนดโดยไม่คำนึงถึงการบริโภค ไฟฟ้า (โดยเฉพาะประเทศในแถบยุโรป) ในขณะที่การยอมรับกฎหมายเดียวกันมีแนวโน้มเกิดขึ้นในประเทศอื่น ผู้ผลิตกำลังเตรียมการในการผลิตแหล่งจ่ายไฟที่ประกอบด้วยวงจรแบบนี้
ว่า กันตามตรง การมีหรือไม่มี PFC ไม่ได้ก่อให้เกิดผลดีแก่ผู้บริโภคทั่วไป เอาเป็นว่าแหล่งจ่ายไฟกับวงจรแบบนี้ค่อนข้างเป็นความเคลื่อนไหวทางการตลาด ของผู้ผลิตแหล่งจ่ายไฟที่ชักชวนให้ลูกค้าซื้อแหล่งจ่ายไฟที่แพงกว่า ทั้งที่จริงแล้ว แหล่งจ่ายไฟแบบนี้ให้ประโยชน์แก่การไฟฟ้า ซึ่งช่วยให้เกิดความจำเป็นในการจัดหาพลังงาน reactive ซึ่งโอเวอร์โหลดระบบอยู่น้อยลง แต่สำหรับผู้บริโภคทั่วไปแล้ว ไม่มีความแตกต่าง เพราะว่า อย่างน้อยที่สุดในเวลานี้ เราไม่ได้ถูกเรียกเก็บค่าใช้จ่ายเพิ่มในกรณีที่ใช้พลังงาน reactive เกินค่าที่ตั้งไว้ดังที่เกิดขึ้นกับลูกค้าอุตสาหกรรม
แต่ถ้ามองด้วย ความเชื่อมโยงกันในโลกปัจจุบันไม่ว่าการลดการใช้พลังงานหรือการใช้พลังงาน ไฟฟ้าให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดมันก็เท่ากับว่าเราใช้ทรัพยากรที่จะนำมาผลิต ไฟฟ้าได้อย่างคุ้มค่า และถ้าอธิบายกับแบบละเอียดจริงๆ เรื่องนี้มันสามารถจะโยงใยไปถึงเรื่องการลดภาวะโลกร้อนได้เลยทีเดียว
พอ อ่านมาถึงตรงนี้แล้วหลายคนก็ยังอาจจะคิดว่าการที่พาวเวอร์ซัพพลายมีค่า Power Factor เข้าใกล้ 1 มากๆ นั้นจะช่วยให้ลดการใช้ไฟฟ้าหมายถึงลดค่าไฟด้วยใช้หรือไม่ คำตอบคือใช่ แต่มันนิดเดียว ตัวสำคัญจริงๆ ที่จะทำให้การใช้ไฟอย่างประหยัดและคุ้มค่าก็คือ ประสิทธิภาพในการจ่ายไฟของพาวเวอร์ซัพพลาย จำเรื่องที่เราบอกไปว่าพาวเวอร์ซัพลายส่วนใหญ่จ่ายไฟได้ไม่เต็ม 100 เปอร์เซ็นต์ได้ไหม นี่แหละเจ้าสิ่งนี้แหละคือประเด็น
www.80plus.org ชมรมพาวเวอร์ซัพพลายประสิทธิภาพสูง
อย่าง ที่บอกไปว่าโดยทั่วไปแล้วพาวเวอร์ซัพพลายจะจ่ายพลังงานจริงๆ ได้เพียง 65 ถึง 70 เปอร์เซ็นต์กว่าๆ เท่านั้นเอง หรือพูดง่ายๆ ก็คือพาเวอร์ซัพพลาย 100 วัตต์ อาจจะจ่ายพลังงานได้เพียง 65 วัตต์ หรือ 70 วัตต์ เท่านั้น ถ้าเรานำพาเวอร์ซัพพลาย 100 วัตต์ ตัวนี้ไปต่อให้กับอุปกรณ์ไฟฟ้า อุปกรณ์ตัวนั้นก็อาจจะทำงานไม่ได้ หรือทำงานได้ไม่เต็มที่
เมื่อมี ปัญหานี้เกิดขึ้นมาโดยเฉพาะในช่วงสามปีมานี้ อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ได้พัฒนาให้มีประสิทธิภาพในการทำงานที่สูงขึ้น ในขณะเดียวกันก็มีความต้องการในการใช้พลังงานที่มากขึ้นตามไปด้วย แต่พาวเวอร์ซัพพลายส่วนใหญ่ไม่สามารถจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์คอมพิวเตอร์เหล่า นั้นได้อย่างเพียงพอ เพราะการบอกจำนวนวัตต์บนตัวพาวเวอร์ซัพพลายมันเป็นวัตต์ที่จ่ายได้สูงสุดใน ช่วงระยะเวลาสั้นๆ ไม่ใช้การจ่ายพลังงานได้ในแบบต่อเนื่อง
ในปี 2004 ได้มีการริเริ่มแนวความคิดเรื่องการจัดตั้งองค์กรไม่แสวงผลกำไรอย่าง 80 Plus ขึ้นมาเพื่อให้มีการกำหนดมาตรฐานของผู้ที่อยู่ในอุตสาหกรรมของพาวเวอร์ ซัพพลาย ไม่ว่าจะเป็นพาวเวอร์ซัพพลายของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใดๆ หรือพาวเวอร์ซัพพลายสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ ต่างก็ให้ความสนใจและเข้าร่วมกับ 80 Plus กันอย่างมากมาย
นอกจากนี้ แล้วในปี 2006 Energy Star ซึ่งเป็นโครงการของหน่วยงานด้านการป้องกันมลพิษสิ่งแวดล้อมของอเมริกาก็ได้ มีการเพิ่มเติมคุณสมบัติของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่จะได้รับการรองรับมาตรฐาน Energy Star 4.0 จะต้องใช้พาเวอร์ซัพพลายที่ผ่านการรับรองตามมาตรฐานของ 80 Plus ด้วย เมื่อเป็นแบบนี้จึงทำให้ผู้ผลิตพาวเวอร์ซัพพลายจำนวนมากทำการผลิตพาวเวอร์ ซัพพลายเพื่อให้ผ่านมาตรฐานของ 80 Plus มากยิ่งขึ้น
ใบรับรองของหรือ มาตรฐานของ 80 Plus เองก็มีอยู่ด้วยกันถึง 4 ระดับ ได้แก่ 80 Plus E-Star 4.0, 80 Plus Bronze, 80 Plus Silver และ 80 Plus Gold

LOAD20%50%100%
80 Plus E-Star 4.080%80%80%
80 Plus Bronze82%85%82%
80 Plus Silver85%88%85%
80 Plus Gold87%90%87%
ตาราง ที่ 4 มาตรฐานต่างๆ ของ 80 PLUS จะเห็นได้ว่าไม่ว่าสภาวะของโหลดจะมากน้อยขนาดไหน พาวเวอร์ซัพพลายก็ควรจะจ่ายไฟได้อย่างต่อเนื่องโดยมีการสูญเสียของพลังงาน ไม่เกิน 20%
clip_image023
รูปโลโกของผลิตภัณฑ์ที่ได้รับการรับรองจาก 80 Plus
เมื่อ เป็นอย่างนี้ถ้าเราไม่มีความรู้อะไรเลยอย่างน้อยๆ เราก็ควรจะเลือกพาวเวอร์ซัพพลายที่ได้รับการรับรองมาตรฐาน 80 PLUS อย่างใดอย่างหนึ่ง ซึ่งแน่นอนว่าส่วนใหญ่ก็คงจะเป็น 80 PLUS E-Star 4.0 อันนี้เป็นเรื่องปกติ เพราะถ้าทางผู้ผลิตออกแบบให้พาวเวอร์ซัพพลายทำงานได้ตามมาตรฐานของ 80 PLUS ในระดับ GOLD แล้วละก็พาวเวอร์ซัพพลายเองก็มีราคาที่สูงขึ้นตามไปด้วย และพอราคาสูงขึ้นมันก็หาคนที่มาซื้อใช้งานขึ้นตามไปด้วยเช่นกัน

อุปกรณ์จำนวนวัตต์ที่ใช้
Motherboard15-30
Low-end CPU20-50
Midrange to high-end CPU40-100
RAM2-3 วัตต์ ต่อ 512MB
PCI add-in card5
Low to midrange Graphics Card20-60
High-End Graphics Card60-100
Hard disk drive10-30
Optical drives10-25
Case Fan1-5
ตารางที่ 4 การใช้พลังงานของอุปกรณ์ต่างๆ โดยประมาณ มีหน่วยเป็นวัตต์

จำแนกการใช้พลังงาน
บาง คนอาจบอกให้คุณบวกตัวเลขวัตต์ของชิ้นส่วนต่างๆ ทั้งหมดที่อยู่ในพีซีเข้าด้วยกัน ตัวอย่างเช่นซีพียูใช้ไฟ 87.5W เมนบอร์ดใช้ไฟ 23.5W ดังนั้นในตอนนี้คุณจึงต้องการใช้ไฟอย่างน้อย 111W ถ้าหากคุณบวกตัวเลขที่เหลือทั้งหมด คุณก็น่าจะทราบวัตต์ที่ต้องการได้แล้ว ปัญหาก็คือพาวเวอร์ซัพพลายไม่ได้ใช้ตัวจ่ายพลังงานที่เท่ากันหมดทุกช่องทาง อัตราการใช้ไฟ 87W ของซีพียูจะไม่มีความหมายใดๆ ถ้าหากคุณไม่ทราบว่าไฟ 87.5W มาจากไหน นั่นก็คือซีพียูได้ไฟมาจากชุดจ่ายไฟแบบ +5V หรือ +12V กันแน่ เพราะอย่างที่บอกไปในตอนต้นๆ ของบทความแล้วว่าเราต้องดูจำนวนวัตต์ที่ใช้ตามความสามารถของการจ่ายไฟแต่ละ ชุด ไม่ใช้วัตต์รวมของพาวเวอร์ซัพพลาย
ซีพียูในยุคเพนเทียมทรี และซีพียูทั้งหมดก่อนหน้านั้นใช้ไฟ +5V การที่ซีพียูเป็นตัวกินไฟมากที่สุดในพีซีแบบ x86 ดังนั้นพาวเวอร์ซัพพลายจึงต้องกระแส (Amp) ให้กับชุด +5V ในปริมาณที่มากพอ ส่วนซีพียูรุ่นใหม่ๆ ตั้งแต่ยุคของ Intel Pentium 4 และ AMD Athlon ซีพียูเหล่านี้จะใช้พลังงานจากชุดจ่ายไฟ +12V ดังนั้นถ้าเราต้องการให้ซีพียูของเรามีเสถียรภาพในการทำงาน รวมก็ควรจะไปทำการรวมอุปกรณ์ทั้งหมดว่าใช้ไฟ +12V กี่วัตต์ ใช้ +5V กี่วัตต์ +3.3V กี่วัตต์ ซึ่งข้อมูลเหล่านี้จะทำให้เราสามารถเลือกซื้อพาวเวอร์ซัพพลายได้อย่างถูก ต้องมากที่สุด
ในตารางที่ 5 เราได้พยายามรวบรวมข้อมูลของการใช้กระแสไฟฟ้าของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ต่างๆ มาไว้ให้ดู โดยข้อมูลเหล่านี้เราพยายามเลือกค่าสูงสุดที่อุปกรณ์แต่ละตัวใช้งานเพื่อ เป็นข้อมูลพื้นฐานในการนำไปคำนวณ อุปกรณ์บางตัวอาจจะใช้ไฟมากกว่าหนึ่งชุด อย่างเช่นกราฟิกการ์ดประสิทธิภาพสูงที่ต้องการไฟ +12V เพิ่มเติมอย่างชัดเจน แต่เราก็ไม่มีข้อมูลว่าต้องการไฟ +3.3V และ +5V เท่าไหร่ ซึ่งเวลาเราคำนวณจริงๆ เราอาจจะต้องเผื่อค่าสำหรับความไม่รู้ตรงนี้ไว้อย่างน้อยๆ 10%
อย่าง ไรก็ตามอุปกรณ์อย่างฮาร์ดดิสก์ และออปติคอลไดร์ฟทั้งหลายถือเป็นตัวอย่างที่ดีเพราะบนตัวอุปกรณ์จะบอกให้เรา ทราบเลยว่าใช้ไฟ +5V กี่แอมป์ ใช้ไฟ +12V ที่แอมป์ทำให้เราสามารถคำนวณตรงกับอุปกรณ์ที่เราใช้งานจริงได้ แต่สำหรับอุปกรณ์อื่นๆ มีความพยายามที่จะเรียกร้องให้ผู้ผลิตอุปกรณ์เหล่านั้นบอกไว้ด้วยว่าต้องการ ใช้ไฟขนาดกี่โวลต์กี่แอมป์ แต่ดูเหมือนว่าไม่ได้รับการตอบสนอง อย่างดีก็บอกแค่ว่าใช้กับไฟกี่โวลต์ หรืออุปกรณ์ตัวนั้นๆ ใช้ไฟกี่วัตต์เท่านั้นเอง

อัตราการใช้กระแสไฟฟ้า (ค่าโดยประมาณ)
+3.3V+5V+12VDevice
n/an/a5ACPU – Low end
n/an/a10ACPU – High end
3A2A0.5AMotherboard ที่มี Sound, LAN
000.25Aพัดลมระบายความร้อน (รวมถึงพัดลมในตัวพาวเวอร์ซัพพลายด้วย)
0.5A0Memory / 512MB DDR
3An/a2AGraphics Card – Normal
n/an/a10AGraphics Card – High Performance
0.5A0.7A0PCI Sound
0.4A0.4A0PCI Network Card
00.6A0.7AHard Disk
01.2A1.2ADVD-Writer
01.5A1.5ABlue-ray Drive
00.8A0Floppy
00.5A0USB devices
00.25A0Keyboard
00.25A0Mouse
00.50PCI Modem
01.60FireWire
ตารางที่ 5 ข้อมูลการใช้พลังงานของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์โดยประมาณ

ชุดจ่ายไฟ3.3V5V12V
CPU8
MAINBOARD320.5
RAM 1 GB # 11
RAM 1 GB # 21
Graphic Card10
HDD #10.60.7
HDD #20.60.7
DVD-Writer1.21.2
Mouse USB0.5
Keyboard USB0.5
FAN #10.25
FAN #20.25
FAN #30.25
รวมการใช้กระแส (Amps)37.421.85
รวมการใช้พลังงาน (Watts)9.937262.2
รวมวัตต์ทั้งหมด309.1
ตาราง ที่ 6 ตัวอย่างการคำนวณหาการใช้พลังงานไฟฟ้าของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ ค่าตัวเลขที่ใส่ในตารางคือค่าของการใช้กระแสไฟฟ้าจากชุดจ่ายไฟ +3.3V +5V และ +12V
จากตัวอย่างที่ 6 ถ้าเรานำข้อมูลมาพิจารณา เราก็ต้องไปหาซื้อพาวเวอร์ซัพพลายที่สามารถจ่ายไฟ +3.3 V ได้ 3 แอมป์ จ่ายไฟ +5V ได้ 7.4 A จ่ายไฟ +12V ได้ 21.85 แอมป์ แต่ในความเป็นจริงชุดจ่ายไฟ +3.3V กับ +5V นั้นจะใช้วงจรชุดเดียวกันดังนั้นคุณจะต้องดูพาวเวอร์ซัพพลายที่จ่ายไฟ +3.3V และ +5V ที่ระดับไม่น้อยกว่า 10A อย่างไรก็ดีนี่เป็นการคำนวณโดยประมาณเท่านั้น เพราะค่าการใช้กระแสไฟฟ้าของอุปกรณ์บางตัวเราไม่มีข้อมูลอย่างครบถ้วน แต่อย่างน้อยมันก็พอทำให้เรามองเห็นภาพโดยประมาณว่าควรจะซื้อพาวเวอร์ ซัพพลายที่มีคุณสมบัติอย่างไร
เลือกซื้อแบบง่ายๆ
ที่ บอกมาทั้งหมดนั้นมันอาจจะดูเป็นเรื่องที่มีความซับซ้อนและยุ่งยากเกินกว่าจะ ใช้เวลาอันสันในการทำความเข้าใจ อย่างไรก็ตามมันก็มีวิธีเลือกซื้อในทางปฏิบัติมาแนะนำบ้างอยู่เหมือนกัน
1. พาวเวอร์ซัพพลายที่ซื้อควรจะเป็นมาตรฐาน ATX 2.x
2. เป็นพาวเวอร์ซัพพลายที่มีคอนเน็คเตอร์สำหรับเมนบอร์ดแบบ 24 pin หรือแบบ 20+4 pin
3. เป็นพาวเวอร์ซัพพลายที่มีคอนเน็คเตอร์ AUX 12 โวลต์ 4 pin อย่างน้อย 1 เส้น หรือถ้าคอมพิวเตอร์เราเป็นแบบประสิทธิภาพสูงเช่นต้องการใช้กับซีพียูแบบ Quad-Core ก็ให้เลือกพาวเวอร์ซัพพลายที่มี AUX 12 โวลต์แบบ 8 pin หรือถ้าจะให้ดีมันมีพาวเวอร์ซัพพลายบางรุ่นจะมีคอนเน็คเตอร์ AUX 12 โวลต์ แบบ 4+4 ให้ใช้ ก็น่าสนใจ หมายถึงเป็นแบบ 4 pin สองตัวประกบกันเป็น 8 pin และแยกกันได้เมื่อต้องการใช้แบบ 4 pin
4. ควรเลือกซื้อพาวเวอร์ซัพพลายที่มีคอนเน็คเตอร์สำหรับต่อกับฮาร์ดดิสก์หรือออ ปติคอลไดร์ฟแบบ SATA อย่างน้อย 4 ชุด ถ้ามากกว่าได้ก็ยิ่งดี
5. ถ้าคุณต้องการใช้กราฟิกการ์ดพลังสูงก็มองหาพาวเวอร์ซัพพลายที่มีคอน เน็คเตอร์ที่เรียกว่า PCI-E ซึ่งจะเป็นคอนเน็คเตอร์แบบ 6 pin อย่างน้อยหนึ่งเส้น แต่ถ้าจะให้ดีก็ดูรุ่นที่มันมี PCI-E 6 pin อย่างน้อยสักสองเส้นจะดีที่สุด
6. ถ้าคุณต้องการใช้กราฟิกการ์ดแบบ SLI หรือแบบ CrossFire ก็ให้มองหาพาวเวอร์ซัพพลายที่มีโลโก้ประเภท SLI Ready หรือ CrossFire Ready เอาไว้ได้เลย เพราะกราฟิกการ์ดพวกนี้จะต้องใช้พลังงานที่สูง
7. เลือกซื้อพาวเวอร์ซัพพลายเป็นอุปกรณ์ตัวสุดท้าย โดยคุณควรจะทำการดูคู่มือของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์แต่ละชิ้นก่อนว่าต้องการแรง ดันไฟแต่ละแบบเป็นอย่าไร แล้วลองใช้วิธีคำนวณตามตัวอย่างตารางที่ 6 หรือถ้าขี้เกียจจริงๆ ก็ให้ลองสำรวจดูว่าคู่มือที่เราอ่านมานั้นมีอุปกรณ์ตัวไหนที่บอกว่าต้องใช้ พาวเวอร์ซัพพลายขนาดกี่วัตต์ เท่าที่ลองใช้วิธีนี้ เราพบว่ากราฟิกการ์ดจะเป็นตัวบ่งชี้ถึงการเลือกพาวเวอร์ซัพลายได้ดีที่สุด เพราะในคู่มือของกราฟิกการ์ดจะบอกเลยว่าควรจะใช้กับพาวเวอร์ซัพพลายขนาดกี่ วัตต์

วันอังคารที่ 22 พฤษภาคม พ.ศ. 2555

แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งสำหรับคอมพิวเตอร์
(Power Supply)

         แหล่งจ่ายไฟหรือที่มักจะเรียกทับศัพท์กันว่า"เพาเวอร์ซัพพลาย"เป็นส่วนประกอบที่สำคัญส่วนหนึ่งที่มักถูกมองข้ามไป เนื่องจากว่า มาตรฐานการคำนวณปริมาณการใช้ไฟฟ้าของเครื่องพีซีค่อนข้างจะแน่นอนและมีความเชื่อถือได้คือถ้านำมาประกอบเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์แล้วสามารถทำงานได้อย่างดีไม่มีปัญหาก็มักจะไม่สนใจในด้านนี้และถูกละเลยไป
         ปกติแล้วมักจะไม่ค่อยมีการเลือกซื้อเพาเวอร์ซัพพลายกันนัก ถ้าไม่ใช่เนื่องจากตัวเก่าที่ใช้อยู่เกิดเสียหายโดยมากเราจะเลือกซื้อกันที่เคสของเครื่องมากกว่าซึ่งเกือบทั้งหมดจะขายมาพร้อมกับเพาเวอร์ซัพพลายเลยและมักจะมีขนาดเหมาะสมกับตัวเครื่อง คือ ถ้าเครื่องเล็ก ๆ ใส่อุปกรณ์ เพิ่มเติมได้ไม่มากก็จะให้เพาเวอร์ซัพพลายขนาดเล็ก แต่ถ้าเครื่องใหญ่ก็จะใส่ตัวใหญ่ให้
         ประเด็นหลักในการเลือกเพาเวอร์ซัพพลายไม่ว่าจะซื้อพร้อมเครื่องหรือซื้อเฉพาะตัว เพาเวอร์ซัพพลายเองก็ตาม มี 2 เรื่องที่สำคัญก็คือ ประเภทและขนาดประเภทในที่นี้หมายถึงแรงดันไฟฟ้าที่เพาเวอร์ซัพพลายนั้นจ่ายออกมาและขั้วต่อสำหรับเสียบเข้ากับเมนบอร์ด ซึ่งจะต้องเลือกให้ตรงกับเมนบอร์ดที่ใช้ด้วย ก็คือจะต้องเลือกว่าเป็นแบบ AT หรือ ATX แบบ AT คือแบบที่มีมาแต่ดั้งเดิมนานแล้ว ส่วนแบบ ATX จะเป็นรุ่นใหม่กว่าที่กำลังเข้ามาแทนที่แบบ AT จบเกือบหมดแล้วเหมือนกันและมีมาตรฐานแรงดันและสัญญาณต่าง ๆ แตกต่างกันด้วย ดังที่จะอธิบายรายละเอียดต่อไปส่วนในกรณีของขนาดในที่นี้ไม่ได้หมายถึง ขนาดใหญ่หรือเล็ก (แม้ว่าจะแปรผันกันก็ตาม) แต่หมายถึง กำลังไฟฟ้าสูงสุดที่สามารถจ่ายได้ ซึ่งโดยปกติแล้วจะหมายถึงกำลังไฟฟ้ารวม
         ทั้งหมดทุกแรงดันไฟฟ้าที่เพาเวอร์ซัพพลายนั้นสามารถจ่ายออกมา ตัวเลขนี้ถ้าไปเดินหาซื้อตามร้านเองก็จะมีอยู่ 3 ขนาดถือขนาดเล็ก 200 วัตต์ , กลางซึ่งมีมากที่สุด 250 วัตต์ และใหญ่ 300วัตต์ แต่ถ้าในเครื่องที่มีจำหน่ายอยู่แล้ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งแบรนด์เนมต่าง ๆ ที่มีขายในเคสรูปร่างเล็ก ๆ หรือแปลก ๆ ไม่เหมือนทั่ว ๆ ไป อาจใช้เพาเวอร์ซัพพลายที่เล็กมาก ๆ ก็ได้ ได้แก่ 100วัตต์ , 130 วัตต์ , 150 วัตต์เท่านั้น ซึ่งมักจะดูได้จากสเป็คของเครื่องนั้น ๆ โดยเพาเวอร์ซัพพลายเหล่านี้อาจจะเป็นรุ่นที่ใช้มาตรฐาน NLX , SFZ , WTX ซึ่งเป็นมาตรฐานย่อยของ ATX อีกทีหนึ่ง ส่วนเพาเวอร์ซัพพลายสำหรับ Pentium 4 นั้นอาจจะต้องใช้ขนาดสูงสุดถึง 350 หรือ 400วัตต์ก็เป็นได้
         จะเห็นได้ว่า เพาเวอร์ซัพพลายขนาด 100 วัตต์ก็ดูเหมือนจะเพียงพอแล้ว ซึ่งก็เป็นความ จริงสำหรับเครื่องที่มีแค่ส่วนประกอบพื้นฐาน คือ เมนบอร์ด ซีพียูรุ่นที่กินไฟไม่มากนัก การ์ดบางการ์ด ฮาร์ดดิสห์ 1 ตัว ไดรว์ซีดีรอมและฟล็อปปี้ดิสกื แต่ก็อาจจะไม่เพียงพอสำหรับซีพียู บางรุ่นที่แม้จะมีเพียงแค่ส่วนประกอบพื้นฐานเหล่านี้ก็ตาม แต่ก็กินไฟเยอะมาก เช่น ซีพียูรุ่นใหม่ความเร็วสูง ๆ ระดับ GHz ทั้งหลาย
         ถ้าเพาเวอร์ซัพพลายมีขนาดที่ใหญ่หน่อย ก็สามารถรองรับฮาร์ดดิสก์ได้มากตัวขึ้นสามารถใส่ไดรว์ CD-R เพิ่มไปจากซีดีรอมที่มีอยู่แล้ว เสียบการ์ดจอแรง ๆ ที่มีความเร็วสูงและต่อพ่วงอุปกรณ์ทาง USB ได้มากขึ้น รวมทั้งมีเสถียรภาพในการทำงานที่ดีด้วย แต่ราคาก็อาจจะสูงขึ้นมาบ้างเล็กน้อย ทั้งนี้เมื่อขนาดใหญ่ขึ้นเสียงพัดลมก็มักจะดังขึ้นตามไปด้วย (เพราะต้องระบายความร้อนมากกว่าตัวเล็ก ๆ )
หน้าที่และการทำงานของเพาเวอร์ซัพพลาย
          กระแสไฟที่ใช้อยู่ตามบ้านมาจากโรงไฟฟ้าโดยอยู่ในรูปแบบของไฟสลับแรงดันสูง เช่น220 โวลต์ในบ้านเรา แต่กระแสไฟที่อุปกรณ์ทุกชนิดที่คอมพิวเตอร์ใช้ (และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์ทุกชนิด) จะต้องเป็นไฟตรงแรงดังต่ำ หน้าที่ของเพาเวอร์ซัพพลายก็คือจะต้องแปลงไฟสลับแรงดันสูง ที่อาจจะขึ้นลงไม่แน่นอนและมีหลายระดับแรงดัน ให้เป็นไฟตรงแรงดันต่ำที่อุปกรณ์ต่าง ๆ ต้องการรวมทั้งจะต้องมีไฟพิเศษและสัญญาณต่าง ๆ อีกมากมายที่จำเป็นสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน
          การทำงานของเพาเวอร์ซัพพลายสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ จะไม่ได้ใช้วงจรแปลงไฟง่าย ๆ แบบที่ใช้ในอะแดปเตอร์ทั่วไป เนื่องจากกำลังไฟฟ้าที่จะต้องจ่ายออกมานั้นสูงกว่ากันมากดังนั้นแม้จะมีหน้าที่เดียวกันแต่ก็มีวิธีทำงานที่แตกต่างกัน คือ แทนที่จะทำงานแบบตรง ๆ หรือlinear คือ รับไฟเข้ามาแล้วก็แปลงออกไปเหมือนในอะแดปเตอร์ต่าง ๆ ซึ่งมีการสูญเสียพลังงานมาก ก็ใช้การทำงานสวิทซิ่ง (switching) แทน (ชื่อเต็ม ๆ คือ constantvoltage , half-bridge ,forward-converting switching power supply) ซึ่งมีความซับซ้อนกว่ากันมาก โดยทำงานแบบclosed-loop feedback คือมีการป้อนสัญญาณขาออกกลับมาชดเชยเพื่อให้ทำงานได้อย่างมีเสถียรภาพ (ราบเรียบและคงที่) ดังในแผนผังนี้
          ข้อดีของการทำงานแบบนี้คือ มีประสิทธิภาพในการแปลงไฟสูง ดังนั้นเมื่อต้องจ่ายกำลังไฟมาก ๆ ก็จะเกิดการสูญเสียพลังงาน (ที่จะกลายเป็นความร้อน) ไม่มากนัก ทำให้ระบายความร้อนทิ้งออกไปได้ง่ายขั้น ส่วนข้อเสียคือ การทำงานของวงจรสวิทชิ่งซึ่งจะทำงานที่ความถี่สูงมากทำให้เกิดสัญญาณความถี่สูงแผ่กระจายออกมารบกวนอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ ในและนอกตัวเองเครื่องได้ ดังนั้นส่วนประกอบทั้งหมดจึงถูกบรรจุอยู่ในกล่องโลหะเพื่อให้มีสัญญาณรบกวนเล็ดรอดออกมาน้อยที่สุด
แรงดันไฟขาออกของเพาเวอร์ซัพพลาย          มาตรฐานเพาเวอต์ซัพพลายของเครื่องพีซีได้ถูกกำหนดให้มีแรงดันขาออกไฟตรง เพื่อใช้ สำหรับอุปกรณ์ชนิดต่าง ๆ ที่ต้องการแรงดันไม่เท่ากัน ทั้งไฟบวกและไฟลบ เมื่อเทียบกับระดับไฟ 0 โวลต์หรือกราวนด์โดยมีกระแสที่จะต้องจ่ายได้ไม่เท่ากัน (เป็นแอมเปร์ หรือ “แอมป์” เขียนย่อว่า A) ตามปริมาณความมากน้อยในการใช้งานดังต่อไปนี้ 

สัญญาณต่างๆ
          นอกเหนือไปจากแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นแล้ว เพาเวอร์ซัพพลายเองจะต้องมีสัญญาณเข้าและ          แรงดัน +3.3V , 5V และ 12V จะจ่ายกระแสได้มากน้อยแตกต่างกันไปตามรุ่นของเพาเวอร์ซัพพลายตัวนั้นที่ได้ถูกออกแบบมา
ออกอีกมากมาย เพื่อการทำงานกับเมนบอร์ดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนี้
         "Power Good"คือ สัญญาณบอกว่ามีไฟเลี้ยงแล้วจ้า โดยทันทีที่เราจ่ายไฟให้กับเพาเวอร์ซัพพลาย เช่นด้วยการเปิดสวิทซ์เครื่อง เมนบอร์ดจะยังไม่เริ่มทำงานจนกว่าเพาเวอร์ซัพพลายส่งสัญญาณ Power Good นี้ออกมา ก็คือรอจนกว่าเพาเวอร์ซัพพลายจะตรวจสอบเสร็จว่าไฟเลี้ยงต่าง ๆ ที่จ่ายออกมาอยู่ในระดับที่ต้องการและคงที่แล้ว ซึ่งอาจจะต้องใช้เวลาประมาณครึ่งวินาที เวลาเพียงเท่านี้คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันสามารถทำงานได้นับล้านคำสั่ง จึงต้องใช้สัญญาณนี้หยุดไว้ยังไม่ให้เริ่มทำงานจนกว่าแรงดันไฟฟ้าจะสมบูรณ์นั่นเอง บางครั้งจะเรียกสัญญาณนี้ว่า Power OK หรือOK
          ในกรณีที่เพาเวอร์ซัพพลายเกิดปัญหาขึ้นในระหว่างที่ทำงานอยู่ สัญญาณนี้ก็จะหายไปเช่น อาจเกิดจากไฟตก ไฟกะพริบ ซึ่งคอมพิวเตอร์ก็จะหยุดทำงานไปจนกว่าสัญญาณนี้จะกลับมาใหม่ ก็ทำให้เหมือนเครื่องถูกรีเซ็ตได
          สัญญาณ Power Good นี้มีมาตั้งแต่เพาเวอร์ซัพพลายตัวแรกของเครื่องพีซี มีลักษณะเป็นแรงดันไฟ +5 โวลต์ ซึ่งเพาเวอร์ซัพพลายราคาถูก ๆ บางตัวอาจจะไม่มีวงจรอะไรพิเศษ
          "Soft Power"เครื่องพีซีสมัยก่อนและที่ปัจจุบันเรียกว่า แบบ AT จะมีสวิทซ์เปิดปิดวงจรไฟฟ้าที่จ่ายเข้าไปให้กับเพาเวอร์ซัพพลายโดยตรงเหมือนสวิทซ์ปิดเปิดไฟตามบ้านทั่วไป แต่ในยุคของเครื่องแบบ ATX ซึ่งรวมไปถึง NLX , SFX และ WTX ได้เปลี่ยนวิธีการปิดเปิดเครื่องไปเป็นการใช้สัญญาณบอกให้เพาเวอร์ซัพพลายเปิดหรือปิดเครื่อง เหมือนกับการใช้รีโมตคอนโทรลเปิดปิดทีวีสมัยนี้นั่นเอง วิธีการแบบนี้เรียกว่า Soft Power ซึ่งทำให้ Windows สามารถสั่งปิดเครื่องได้และผู้ใช้สามารถเปิดคอมพิวเตอร์ด้วยวิธีการอื่น ๆ เช่น กดปุ่มบนคีย์บอร์ดแทนการกดสวิทซ์หน้าเครื่อง
          
         "Power on"สัญญาณที่ใช้เปิดปิดเครื่องนี้เรียกว่า Power on หรือ PS on ซึ่งจะเป็นไปได้ก็คือจะต้องมีไฟเลี้ยงเครื่องอยู่เล็กน้อยตลอดเวลา เหมือนกับที่คุณเห็นทีวีมีไฟเรืองแสงอยู่ ไฟเลี้ยงนี้เรียกว่า +5V Stand by หรือ +5V SB ซึ่งเป็นไฟ +5 โวลต์ที่จ่ายออกมาจากเพาเวอร์ซัพพลายอยู่ตลอดเวลาแม้ว่าจะสั่งปิดไปแล้วก็ตาม นอกจากจะจ่ายเพื่อให้สามารถเปิดปิดเครื่องในแบบsoft Power ได้แล้วยังช่วยให้สามารถสั่งเปิดเครื่องด้วยสัญญาณอื่น ๆ ได้อีก ได้แก่ เมื่อมีโทรศัพท์เข้ามาที่โมเด็ม (Wake on Ring) หรือผ่านทางระบบเครือข่าย (Wake on LAN)
          นอกเหนือไปจากที่กล่าวมาแล้ว เพาเวอร์ซัพพลายบางตัวยังอาจจะมีสัญญาณอื่น ๆ ซึ่งได้กำหนดไว้ในมาตรฐานแล้ว่าไม่จำเป็น คือ อาจจะมีหรือไม่มีก็ได้ เช่น +3.3V SB (Stand by)ในเพาเวอร์ซัพพลายแบบ ATX , สัญญาณ Fan ON/OFF ในเพาเวอร์ซัพพลายแบบ SFX และสัญญาณอื่น ๆ ในเพาเวอร์ซัพพลายแบบ ATX และ NLX ดังนี้
          "+3.3V Sense" เป็นตัวบอกกับเมนบอร์ดว่าไฟเลี้ยง +3 นั้นอยู่ในสถานะที่ดีหรือไม่เพื่อแสดงสถานะของไฟเลี้ยง +3.3V ซึ่งถือได้ว่าสำคัญมากเนื่องจากใช้เลี้ยงซีพียูและ RAM นั่นเอง โดยไฟ +3.3V อาจจะตกโดยที่ไฟอื่น ๆยังดีอยู่ก็เป็นได้
          "Fan C" เป็นสัญญาณควบคุมพัดลม เพื่อให้ความเร็วพัดลมของเพาเวอร์ซัพพลายเปลี่ยนแปลงหรือหยุดไปได้ เช่น เมื่อเครื่องเข้าสู่ Stand by mode ก็สั่งหยุดพัดลมของเพาเวอร์ซัพพลายด้วยการส่งสัญญาณที่ต่ำกว่า 1 โวลต์ไป
          "Fan M" ใช้คู่กับ Fan C เป็นสัญญาณ monitor เพื่อตรวจสอบว่าขณะนี้พัดลมของเพาเวอร์ซัพพลายหมุนด้วยความเร็วเป็นอย่างไร เพื่อจะเตือนหรือหยุดการทำงานของซีพียูถ้าพัดลมทำงานผิดปกติ เพื่อป้องกันความเสียหายเมื่อระบบระบายความร้อนมีปัญหา
สัญญาณของเมนบอร์ด ATX
      นอกจากนี้ในเพาเวอร์ซัพพลายแบบของเมนบอร์ด ATX ยังเพิ่มสัญญาณต่อไปนี้อีกด้วย
          "Sleep" สั่งให้เพาเวอร์ซัพพลายเข้าสู่ Sleep mode
          "+3.3V" AUX เป็นไฟ + 3.3V Stand by เหมือนกับของ +5V
          "+5V Sense" ใช้บอกสถานะของไฟ +5V เหมือนกับของ +3.3V