PC電源のしくみ

コンピュータの操作に絶対に不可欠なコンポーネントが1つあるとすれば、それは電源です。それがなければ、コンピューターはプラスチックと金属でいっぱいの不活性な箱にすぎません。電源は、自宅からの交流（AC）ラインをパソコンに必要な直流（DC）に変換します。この記事では、PC電源装置がどのように機能するか、およびワット数定格が何を意味するかを学習します。

パーソナルコンピュータ（PC）では、電源は通常ケースの隅にある金属製の箱です。電源装置には、電源コードレセプタクルと冷却ファンが含まれているため、多くのシステムの背面から見ることができます。

「スイッチング電源」と呼ばれることが多い電源は、スイッチャー技術を使用してAC入力をより低いDC電圧に変換します。供給される一般的な電圧は次のとおりです。

3.3ボルトと5ボルトは通常、デジタル回路で使用されますが、12ボルトはディスクドライブとファンのモーターを実行するために使用されます。電源の主な仕様はワット単位です。ワットは、ボルト単位の電圧とアンペアまたはアンペア単位の電流の積です。あなたが何年もの間PCの周りにいたなら、あなたはおそらく元のPCがそれらにかなりの重さを持っていた大きな赤いトグルスイッチを持っていたことを覚えているでしょう。 PCの電源をオンまたはオフにすると、それを実行していることがわかりました。これらのスイッチは、実際には電源への120ボルトの電力の流れを制御していました。

今日は、小さな押しボタンで電源をオンにし、メニューオプションでマシンの電源をオフにします。これらの機能は、数年前に標準の電源装置に追加されました。オペレーティングシステムは、電源に信号を送信して、電源をオフにするように指示できます。押しボタンは、電源に5ボルトの信号を送信して、いつオンにするかを指示します。電源には、正式に「オフ」の場合でも「スタンバイ電圧」を表すVSBと呼ばれる5ボルトを供給する回路もあり、ボタンが機能します。スイッチャーテクノロジーの詳細については、次のページを参照してください。

1. スイッチャーテクノロジー
2. 電源の標準化
3. 電源ワット数
4. 電源の問題
5. 電源の改善

1980年頃以前は、電源は重くてかさばる傾向がありました。彼らは、大きくて重い変圧器と巨大なコンデンサー（ソーダ缶と同じくらいの大きさ）を使用して、120ボルトと60ヘルツの線間電圧を5ボルトと12ボルトのDCに変換しました。

現在使用されているスイッチング電源は、はるかに小型で軽量です。これらは、60ヘルツ（Hz、または1秒あたりのサイクル数）の電流をはるかに高い周波数に変換します。つまり、1秒あたりのサイクル数が多くなります。この変換により、電源の小型で軽量の変圧器が、110ボルト（または特定の国では220）から特定のコンピューターコンポーネントに必要な電圧への実際の電圧ステップダウンを実行できます。スイッチャー電源によって提供される高周波AC電流は、元の60 Hz ACライン電圧と比較して、整流とフィルタリングが容易であり、コンピューター内の敏感な電子部品の電圧の変動を低減します。

スイッチ電源は、ACラインから必要な電力のみを引き出します。電源装置によって提供される一般的な電圧と電流は、電源装置のラベルに示されています。

スイッチャー技術は、自動車や無停電電源装置でACアプライアンスを実行するために使用される多くの自動車用パワーインバーターに見られるように、DCからACを作成するためにも使用されます。自動車用パワーインバーターのスイッチャー技術は、自動車バッテリーからの直流を交流に変えます。変圧器は交流を使用して、インバーターの変圧器に家電製品の電圧（120 VAC）まで電圧を上げさせます。

時が経つにつれて、パーソナルコンピュータ用に少なくとも6つの異なる標準電源がありました。最近、業界はATXベースの電源の使用に落ち着きました。ATXは業界仕様です。つまり、電源装置は、標準のATXケースに適合する物理的特性と、ATXマザーボードで動作する電気的特性を備えています。

PCの電源ケーブルは、標準化されたキー付きコネクタを使用しているため、間違ったコネクタを接続するのが困難です。また、ファンの製造元は、ディスクドライブの電源ケーブルと同じコネクタを使用することが多く、ファンが必要な12ボルトを簡単に取得できるようにしています。色分けされたワイヤと業界標準のコネクタにより、消費者は交換用電源について多くの選択肢を得ることができます。

Advanced Power Management（APM）は、システムが存在できる5つの異なる状態のセットを提供します。これは、電力を節約したいPCユーザー向けにMicrosoftとIntelによって開発されました。この機能を使用するには、オペレーティングシステム、基本入出力システム（BIOS）、マザーボード、および接続されているデバイスを含む各システムコンポーネントがすべてAPMに準拠している必要があります。システムリソースを使い果たしているか、競合を引き起こしていると思われるためにAPMを無効にする場合は、BIOSを使用するのが最善の方法です。そうすれば、オペレーティングシステムは再インストールを試みません。これは、ソフトウェアでのみ無効にされた場合に発生する可能性があります。

400ワットのスイッチング電源は、必ずしも250ワットの電源よりも多くの電力を使用するわけではありません。マザーボードで使用可能なすべてのスロット、またはパーソナルコンピュータケースで使用可能なすべてのドライブベイを使用する場合は、より多くの電源が必要になることがあります。デバイスの合計が250ワットの場合、250ワットの電源を使用することはお勧めできません。これは、電源がその容量の100％までロードされるべきではないためです。

PC Power＆Cooling、Inc。によると、パーソナルコンピュータの一般的なアイテムの消費電力値（ワット単位）は次のとおりです。

同じフォームファクター（「フォームファクター」はマザーボードの実際の形状を指します）の電源装置は、通常、供給するワット数と保証期間によって異なります。

PCの電源は、おそらくパーソナルコンピュータで最も故障しやすいアイテムです。使用するたびに加熱と冷却を行い、PCの電源を入れると最初のAC電流の突入を受け取ります。通常、停止した冷却ファンは、その後の過熱したコンポーネントによる電源装置の障害を予測します。PC内のすべてのデバイスは、電源を介してDC電力を受け取ります。

PCの電源装置の一般的な障害は、コンピューターがシャットダウンする直前に燃えるようなにおいとして気付かれることがよくあります。もう1つの問題は、電源装置のコンポーネントが過熱する可能性のある重要な冷却ファンの故障である可能性があります。失敗の症状には、明らかな理由がない場合のWindowsでのランダムな再起動または失敗が含まれます。

電源装置の障害であると思われる問題については、コンピューターに付属のドキュメントを使用してください。パソコンからケースを取り出してアダプタカードやメモリを追加したことがある場合は、電源を交換することができます。コンピュータの電源がオフの場合でも電圧が発生するため、必ず最初に電源コードを取り外してください。

最近のマザーボードとチップセットの改善により、ユーザーはBIOSとマザーボードメーカーが提供するWindowsアプリケーションを介して電源ファンの1分あたりの回転数（RPM）を監視できます。新しい設計では、冷却のニーズに応じて、ファンが必要な速度でのみ動作するようにファン制御が提供されます。

Webサーバーの最近の設計には、他の電源の使用中に交換できる予備の電源を提供する電源が含まれています。一部の新しいコンピューター、特にサーバーとして使用するために設計されたコンピューターは、冗長電源を提供します。これは、システムに2つ以上の電源装置があり、一方が電力を供給し、もう一方がバックアップとして機能することを意味します。一次電源に障害が発生した場合、バックアップ電源がすぐに引き継ぎます。その後、他の電源が使用されている間に一次電源を交換することができます。

初版：2001年3月5日

コンピュータの電源は何ですか？

12V電源とは何ですか？

「電源」とはどういう意味ですか？

ゲーミングPCにはどのような電源が必要ですか？

PCのワット数を確認するにはどうすればよいですか？

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