電源ユニットの容量

最終更新日 2023年09月07日

供給可能な最大電力

電源ユニットの容量とは、供給可能な最大電力です。定格出力、最大出力、総出力、ワット数等、様々な呼び方があります。

瞬間最大出力

瞬間最大出力(ピーク出力)とは、短い時間の間に出力できる大きさです。一般的には、通常の最大出力より約10%大きいです。あまり重要ではないので、仕様等に未記載の場合があります。

通常の最大出力を超える出力が要求されても、電源が落ちてしまう、故障してしまう、以上のトラブルが発生しないように瞬間最大出力があります。もし瞬間最大出力で長時間出力してしまうと、異常に発熱し高温になり故障します。そうならないように制御するので、実際には故障しません。

大は小を兼ねる

容量について大は小を兼ねると言われますが、容量が大きいほど対応可能な出力電力が大きいためです。

例えば、容量が700Wあれば、必要な出力電力が300Wにも600Wになっても対応でき、容量が500Wだと必要な出力電力が600Wに対応できません。

容量と消費電力

容量が消費電力であり、容量が大きいほど消費電力も大きいと誤解される場合がありますが、容量に比例して消費電力が増えるわけではありません。

厳密な計算をせず大雑把に言うと、容量が500Wでも出力電力が250Wであれば、消費電力が250Wです。

パソコンが搭載している各PCパーツの消費電力を足し合わせた総消費電力が、電源ユニットの容量を超えないようにする必要があります。

もし超えてしまうと容量不足になり、本来の性能を発揮しなかったり、動作が不安定になり突然電源が落ちる等が発生し正常に動作しない、最悪故障する場合があります。

実際に使用すると消費電力が負荷により変わりますので、あまり負荷をかけなければ動作が不安定にならないが、ベンチマークの実行等、負荷をかけると不安定になる場合、容量不足である可能性があります。

容量を選ぶときは、総消費電力を調べる必要があります。

消費電力が不明なPCパーツが多く難しいですが、販売されているパソコンの仕様を参考にする方法がありす。

よほど特殊なPCパーツ構成ではなければ、似たような仕様のパソコンが見つかります。

自作パソコンの情報が掲載されているウェブサイトやパソコン雑誌等を参考にする方法もあります。

これらの情報を参考にして容量を選ぶ場合、容量ギリギリになることがそうそうありませんので、総最大消費電力と比べて余裕ある容量になります。

容量ギリギリで使うと、電源ユニットの電圧変動が大きくなり動作が不安定になる恐れがあります。電源ユニットの発熱が大きくなり、温度が高いほど劣化するコンデンサーの寿命が短くなり、コンデンサーが寿命を迎えると電源ユニット自体も寿命を迎えます。

冷却性能を上げるために電源ユニットのファンの回転数が上がり、騒音が増加します。電源ユニットより発生した熱によりPCケース内部の温度が上昇し、他のPCパーツの寿命も縮めてしまいます。後にPCパーツの変更で総消費電力が増えた場合、容量が足りなくなる可能性が高くなります。

電源負荷率が50%時に最も変換効率が高いので、容量が大きすぎると変換効率が低くなり、電圧変換時の損失分により発生する消費電力の無駄が大きくなります。

そもそも変換効率の違いが小さいので、電源負荷率が50%時と比べても、無駄になる消費電力の違いも小さいです。

大きすぎない容量が理想ですが、大きすぎても懸念するほどではありません。

容量が1500W超えの電源ユニットを100V/15Aのコンセントに接続すると、コンセントから1500Wを超える電力を得られず、出力が1500Wまでになりそうですが、そうではなくコンセントから1500Wを超える電力を得ようとし、コンセントが過負荷となり最悪火災につながりますので危険です。

ただし、使用電力が1500Wを超えていなければ大丈夫です。

例えば、1600Wの電源ユニットを使用していても、最大消費電力が800Wのパソコンであれば安全です。

電力変換効率を考慮すると話が複雑になるので、電力変換効率が100%を前提にしましたが、仮に90%で一定の場合、出力が1400Wでもコンセントから得ようとする電力は1400W÷0.9≒1556Wとなり、100V/15Aのコンセントだと過負荷になります。

過負荷になる場合、200Vのコンセントを使用するとよいです。

容量は消費電力の1.5〜2倍くらいが目安ですが、電源負荷率が50%時に最も変換効率が高いのが理由です。実際には電源ユニットによって違いがありますが、一般的に40%〜60%の間に変換効率のピークがあるので50%としています。

その理由であれば2倍がよさそうですが、消費電力が変わり常に最大で動作するわけではありませんので、1.5〜2倍くらいです。ほとんど最大で動作させ続ける場合は、2倍がよいです。1.5〜2倍だと多くの人にとってかなり余裕がある容量です。

仕様に記載されている容量は定格出力ではなく瞬間最大出力の場合がある、+12V等の各系統に最大出力があり容量に余裕があるほど各系統で出力不足になるリスクを抑えられる、電源負荷率が高くなるほどファンの回転数が上がり騒音が大きくなる製品が多い、PCパーツの変更による消費電力の増加に対応しやすい、経年劣化により徐々に容量が落ちてくる、以上の理由も考慮すると余裕があっても1.5〜2倍がよいです。

1.5〜2倍になるように容量を選ぶとしても、実際に使用する場合の消費電力を正確に求めることが難しく、そもそもパソコンの消費電力を正確に調べることすら難しいです。パソコン雑誌に高性能パソコンなら700Wくらい等と大まかに容量の目安が記載されているのをよく見みましたが、こういう選び方でもよいです。これでは大まかすぎるので、パソコンメーカーで似たようなPCパーツ構成を見つけて、搭載されている電源ユニットの容量を参考にするとよいです。

パソコンが搭載しているPCパーツを交換したり、PCパーツを増設をすると、消費電力が増加し容量不足になる場合があります。

容量不足の場合、容量が大きくなるように電源ユニットを交換するか、交換や増設するPCパーツの見直しが必要です。

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