Để hoạt động được, các linh kiện trong máy tính phải được cấp nguồn. PSU (hay nguồn máy tính) chính là linh kiện cung cấp năng lượng tới CPU, GPU,… giúp chúng có thể hoạt động. Vậy PSU là gì? Nguyên lý hoạt động của nó ra sao? Có các loại PSU nào, hãy cùng bài viết tìm hiểu nhé.

PSU là gì?

PSU là viết tắt của Power Supply Unit có nghĩa là đơn vị cung cấp nguồn điện. PSU là một thiết bị điện tử được sử dụng để cung cấp nguồn điện cho các thành phần khác trong một hệ thống máy tính hoặc thiết bị điện tử khác.

Nó chuyển đổi nguồn điện từ nguồn điện vào thành nguồn điện phù hợp để cung cấp cho các linh kiện khác nhau trong hệ thống. PSU thường được gắn vào trong một máy tính hoặc thiết bị điện tử và có nhiều loại và công suất khác nhau để phù hợp với yêu cầu của hệ thống.

Cấu tạo của PSU

• Transformer (biến áp): Chuyển đổi nguồn điện từ nguồn AC (điện xoay chiều) vào nguồn DC (điện một chiều) có điện áp thích hợp cho các linh kiện điện tử.
• Rectifier (bộ chỉnh lưu): Chuyển đổi nguồn điện từ dạng AC thành dạng DC bằng cách sử dụng các diode.
• Capacitor (tụ điện): Lưu trữ năng lượng điện để cung cấp nguồn điện ổn định cho các linh kiện trong máy tính.
• Voltage Regulator (bộ ổn áp): Đảm bảo rằng nguồn điện được cung cấp cho các linh kiện máy tính ổn định và không vượt quá giới hạn cho phép.
• Fan (quạt làm mát): Giúp làm mát PSU và ngăn ngừa quá nhiệt.
• Connectors (đầu nối): Cung cấp nguồn điện cho các linh kiện trong máy tính, bao gồm đầu nối 24-pin ATX, SATA, PCIe, và các đầu nối khác tùy thuộc vào loại và công suất của PSU.

Nguyên lý hoạt động của PSU

PSU chuyển đổi nguồn điện xoay chiều từ lưới điện thành nguồn điện một chiều ổn định để cung cấp cho các thiết bị điện tử.

Quá trình chuyển đổi bắt đầu bằng việc sử dụng một biến áp để giảm điện áp từ nguồn điện lưới xuống một mức an toàn. Sau đó, một mạch điều chỉnh và biến đổi được sử dụng để chuyển đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều. Mạch điều chỉnh này thường sử dụng các linh kiện như điốt, tụ điện và transistor để biến đổi và điều chỉnh điện áp.

Sau khi điện áp đã được chuyển đổi thành một chiều ổn định, nó được đưa vào một mạch điều chỉnh và bộ lọc để loại bỏ các nhiễu và biến động trong nguồn điện. Mạch điều chỉnh này thường sử dụng các linh kiện như tụ điện và cuộn cảm để lọc và ổn định điện áp.

Cuối cùng, nguồn điện một chiều ổn định được cung cấp cho các linh kiện và thiết bị điện tử khác thông qua các đường dẫn điện. PSU cũng có thể có các tính năng bảo vệ như quá tải, quá áp, quá nhiệt và ngắn mạch để đảm bảo an toàn và bảo vệ cho các thiết bị kết nối.

Các loại PSU phổ biến

Kích thước

ATX

ATX PSU (Advanced Technology eXtended Power Supply Unit) là một loại nguồn điện được sử dụng trong các máy tính để cung cấp năng lượng cho các thành phần bên trong hệ thống. ATX PSU tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định của chuẩn ATX, bao gồm kích thước, đầu cắm và công suất.

Nó cung cấp các đầu cắm điện để kết nối với các thành phần như bo mạch chủ, ổ cứng, card đồ họa và các linh kiện khác. ATX PSU thường có kích thước chuẩn 150mm x 86mm x 140mm (rộng x cao x sâu) và có công suất từ 300W đến hơn 1000W, phù hợp với nhu cầu năng lượng của hệ thống.

SFX

SFX PSU (Small Form Factor Power Supply Unit) có thiết kế nhỏ gọn và tương thích với các hệ thống máy tính có kích thước nhỏ hơn, như các hệ thống mini-ITX hoặc micro-ATX. Kích thước của SFX PSU thường là 125mm x 63.5mm x 100mm. Tuy nhiên, cũng có một số phiên bản nhỏ hơn gọi là SFX-L PSU với kích thước 130mm x 63.5mm x 125mm.

SFX PSU thường có công suất thấp hơn so với các nguồn điện chuẩn ATX, nhưng vẫn cung cấp đủ năng lượng cho các hệ thống máy tính nhỏ gọn.

TFX

TFX PSU (Thin Form Factor Power Supply Unit) được thiết kế nhỏ gọn và mỏng hơn so với các loại nguồn điện thông thường. Nó thường được sử dụng trong các hệ thống máy tính nhỏ gọn như máy tính đồng bộ mini, máy tính đa phương tiện và các hệ thống máy tính nhỏ khác.

Kích thước của TFX PSU thường là 175mm x 85mm x 65mm với các đầu cắm điện phù hợp với các bo mạch chủ và hệ thống máy tính sử dụng chuẩn TFX.

Flex ATX

Flex ATX PSU (Flexible Advanced Technology Extended Power Supply Unit) là một loại nguồn điện được thiết kế nhỏ gọn và linh hoạt, thích hợp cho các hệ thống máy tính có kích thước nhỏ hơn và không gian hạn chế.

Kích thước của Flex ATX PSU thường là 150mm x 81.5mm x 40.5mm nhưng vẫn cung cấp đủ năng lượng cho các hệ thống máy tính cơ bản.

Mô-đun

Fully Modular PSU

Fully modular PSU là một loại nguồn điện cho máy tính có thiết kế linh hoạt, cho phép người dùng tùy chỉnh và loại bỏ hoàn toàn các dây cáp không cần thiết.

Trong một nguồn điện Fully modular, tất cả các dây cáp, bao gồm cả dây nguồn chính (24-pin ATX), dây PCIe, SATA, Molex và các dây cáp khác, đều có thể tháo rời khỏi nguồn điện. Điều này giúp người dùng chỉ sử dụng những dây cáp cần thiết cho hệ thống của mình, giúp tạo ra không gian sạch sẽ và tăng tính linh hoạt trong việc quản lý dây cáp.

Việc sử dụng nguồn điện Fully modular cũng giúp dễ dàng thay đổi hoặc nâng cấp các linh kiện trong hệ thống mà không cần phải tháo rời toàn bộ dây cáp. Điều này giúp tiết kiệm thời gian và giảm rủi ro gây hỏng hóc linh kiện trong quá trình cài đặt.

Tuy nhiên, nguồn điện Fully modular thường có giá cao hơn so với các loại nguồn điện khác và thường được sử dụng trong các hệ thống máy tính cao cấp hoặc dành cho những người dùng có nhu cầu tùy chỉnh và quản lý dây cáp chính xác.

Semi-Modular PSU

Semi-modular PSU có thiết kế một phần mô-đun. Điều này có nghĩa là một số cáp, như cáp nguồn cho mainboard và CPU, được gắn cố định vào nguồn điện, trong khi các cáp khác như cáp SATA, PCIe được cung cấp dưới dạng modul và có thể tháo rời.

Loại nguồn này cho phép người dùng tùy chỉnh việc sử dụng cáp theo nhu cầu của họ, giúp giảm thiểu lượng cáp rối và cải thiện luồng không khí trong hệ thống.

Non-Modular PSU

Non-modular PSU có thiết kế không có khả năng tùy chỉnh hoặc tháo rời các dây cáp. Tất cả các dây cáp, bao gồm cả dây nguồn cho các thành phần như ổ cứng, card đồ họa và bo mạch chủ, đều được gắn cố định vào nguồn điện.

Điều này có nghĩa là người dùng không thể tháo rời hoặc thay đổi các dây cáp theo nhu cầu của họ. Loại nguồn này thường có giá thành thấp hơn so với các loại PSU khác, nhưng có thể gây ra rối loạn dây cáp và khó khăn trong việc quản lý dây.

Các loại đầu nối và cáp PSU

24-Pin ATX Connector

24-pin ATX là một loại đầu cắm trên nguồn máy tính, được sử dụng để cung cấp nguồn điện cho các thành phần trong hệ thống. Nó là một cổng lớn với 24 chân, được chia thành hai phần: một phần 20 chân chính và một phần 4 chân phụ.

Phần chính gồm 20 chân được sắp xếp thành hai hàng, mỗi hàng có 10 chân. Các chân này cung cấp nguồn điện chính cho bo mạch chủ và các thành phần khác như CPU, RAM, card đồ họa, ổ cứng, và các thiết bị khác.

Phần phụ gồm 4 chân được đặt bên cạnh phần chính. Các chân này cung cấp nguồn điện phụ cho các thành phần như card đồ họa mạnh, card âm thanh, hay các thiết bị khác yêu cầu nguồn điện bổ sung.

Đầu cắm 24-pin ATX thường được tìm thấy trên nguồn máy tính chuẩn ATX và được sử dụng rộng rãi các hệ thống máy tính hiện đại.

8-Pin EPS Connector

8-pin EPS (Extended Power Supply) là đầu cắm được sử dụng để cung cấp nguồn cho bộ vi xử lý (CPU). Nó cung cấp điện áp 12V cho CPU và hỗ trợ các tính năng nâng cao như quản lý nhiệt độ và điện áp.

Đầu cắm này thường được sử dụng trên các bo mạch chủ hiện đại và cần được kết nối chính xác để đảm bảo hoạt động ổn định của hệ thống.

6+2 Pin PCI Express Connector

6+2 pin PCI Express là loại đầu cắm được sử dụng để cung cấp nguồn cho các card đồ họa và các thiết bị PCI Express khác. Nó có thể được sử dụng như một cổng 6-pin hoặc 8-pin tùy thuộc vào yêu cầu của thiết bị.

Đầu cắm này cung cấp nguồn điện cho card đồ họa và giúp đảm bảo rằng nó hoạt động ổn định và không gặp vấn đề về nguồn cung cấp.

Cách tính công suất PSU

Watt (W) = Voltage (V) x Ampe (A)

Trong đó:

• V: là hiệu điện thế.
• A: là cường độ dòng điện.

Những thông số cần lưu ý trên PSU

Các kết nối đầu ra của nguồn máy tính PSU

Đầu cắm cần biết đầy tiên đó là đầu bo mạch chủ. Nó còn được biết với tên tiếng anh là motherboard connector. Đầu cắm bo mạch chủ thông thường có từ 20-24 chân tùy vào từng loại bo mạch khác nhau. Thông thường, nhằm giúp quá trình sử dụng trở nên thuận tiện và dễ dàng tương thích nhà sản xuất đã thiết kế phù hợp cho cả hai loại bo mạnh 20 chân và 24 chân. Chúng được gọi là đầu cắm dạng 20+4.

Loại đầu cắm thứ 2 là đầu cắm nguồn CPU: nó được phân chia làm hai loại chính: loại 4 chân và loại 8 chân.

• Loại 4 chân: Loại này thường được dùng ở cách bo mạch chủ đời cũ trước.
• Loại 8 chân: Bạn sẽ bắt gặp loại 8 chân trong các bo mạch chủ đời mới.

Dây cắm kết nối của PSU thường được đánh đánh dấu khác nhau bằng màu sắc. Trong đó dây đỏ là dòng điện +5v, dây vàng biểu thị +12V và dây đen là dây mát hay còn được gọi là dây trung tính. Và 3 loại dây này có thể tạo thành tập hợp một số loại chân cắm sau đây:

• Molex: Nó được dùng để kết nối với ổ đĩa quang, ổ đĩa cứng hay để kết nối với  một số thiết bị card màn hình, mainboard cũ.
• Đầu cấp nguồn chính: có 2 loại 20 và 24 chân.
• Dây điện phụ 12V: Gồm 4 đầu cắm với 2 chân mát  đi kèm 2 chân 12V.
• Đầu cắm ổ SATA: để kết nối với các ổ cứng SATA sẽ có 2-4 cổng kết nối dẹp. 
• Đầu cắm PCI-Express (PCIe): Sử dụng cho việc cung cấp các thiết bị bộ nhớ mở rộng chuẩn PCIe.
• Đầu cắm ổ đĩa mềm: Có 2 dây mát và 1 dây 5V, 1 dây +12V và nó được sử dụng chủ yếu cho các ổ đĩa mềm hoặc card mở rộng.
• Đầu cắm EPS 12V 8 chân: Không phải máy nào cũng có mà chỉ có ở các máy tính chuyên nghiệp và dùng cho các bo mạch chủ của máy trạm workstation.

Quy ước đầu dây trên nguồn máy tính PSU

Nếu đã hiểu về nguồn máy tính, bạn cũng không thể không biết quy ước đầu dây trên nguồn máy tính PSU.

• Màu đen: Đây là dây chung tính hay còn gọi là COM hay GNS, có mức điện áp quy định = 0V.
• Màu cam: Đây là dây có mức điện áp +3,3V.
• Màu đỏ: Đây là dây có mức điện áp +5V.
• Màu vàng: Đây là dây có mức điện áp +12V.
• Màu xanh dương: Đây là dây có mức điện áp -12V.
• Màu xanh lá: Đây là dây có vai trò quan trọng kích hoạt nguồn. Bạn có thể kích hoạt nguồn bằng cách nối dây xanh lá với dây đen thủ công. Chỉ với cách này bạn có thể kích hoạt nhanh chóng giúp kiểm tra nguồn có hoạt động ổn định không trước khi bạn tiến hành lắp ráp.
• Màu tím: Dây màu tím được biết là có mức điện áp 5Vsb (5V standby). Dù có được kích hoạt hay không thì dây này luôn có điện. Và nếu bạn muốn kiểm tra nguồn có hoạt động hay không thì có thể dùng cách đo điện áp giữa dây đen và dây tím. Dòng điện duy trì ở dây tím này sẽ cung cấp cho chuột, bàn phím, các cổng USB và việc khởi động thiết bị.
• Ngoài các màu trên thì còn một số dây có màu khác. Và những màu này thì được sử dụng với các đường cấp điện áp khác nhau. Đồng thời, cũng có các nguồn cũng có thể sử dụng với các dây hỗn hợp.

Quy ước công suất PSU

Công suất tiêu thụ

Chúng ta đều biết công suất này được tính bằng W, số tiền mà bạn phải trả sẽ dựa vào số W này. Công suất mà một máy tính tiêu thụ so với nguồn điện dân dụng được gọi là công suất tiêu thụ. 

Công suất cung cấp

Công suất này được tính bằng công thức bawfg tổng công suất mà bộ nguồn cung cấp cho CPU, bo mạch chủ và các linh kiện liên quan. Nó sẽ dựa vào vào tần số sử dụng cũng như đặc tính làm việc của thiết bị. Hiển nhiên, nó sẽ nhỏ hơn công suất cực đại.

Công suất cung cấp sẽ không giống nhau vì nó còn tùy vào chế độ làm việc và các thời điểm. Các thiết bị làm tác động đến công suất tiêu thụ như:

• CPU máy tính: Nó gồm có nhiều chế độ tiêu thụ như khi làm việc ít, khi giảm tốc, lúc làm việc tối đa.
• Card đồ họa VGA: Những lúc hoạt động tác vụ nặng như chơi game, chỉnh sửa video sẽ tiêu tốn năng lượng lớn hơn tác vụ nhẹ.
• Chipset cầu bắc: Linh kiện này tiêu thụ nhiều năng lượng nhất trên mainboard.
• Ổ quang: Nó sẽ tiêu tốn nhiều năng lượng hơn khi đọc – ghi.
• Quạt: Quạt tản nhiệt máy tính sẽ điều chỉnh tốc độ tùy theo độ tản nhiệt.

Công suất cực đại tức thời

Đây là công suất lớn nhưng được tính trong một khoảng thời gian khá ngắn, đơn vị được tính bằng mili giây (ms). Và công suất cực đại sẽ được dán trên nhãn sản phẩm.

Công suất cực đại liên tục

Nếu công suất cực đại tức thời trong thời gian ngắn thì công suất này sẽ được tính trong thời gian dài. Và nó cực kỳ quan trọng khi giúp bạn biết thiết bị có ổn định hay không.

Các tiêu chí lựa chọn PSU phù hợp

Công suất sử dụng

Để chọn một bộ nguồn phù hợp thì bạn phải dựa vào công suất sử dụng. Bạn không nên chọn bộ nguồn có công suất quá lớn vì không tận dụng hết công suất hiện có.

Thương hiệu

Khi mua PSU hay bất cứ thiết bị nào như điện thoại, laptop…chúng ta đều quan tâm đến thương hiệu của nó. Hiện nay có rất nhiều thương hiệu cạnh tranh trong lĩnh vực sản xuất PSU. Các nhà sản xuất luôn không ngừng đưa ra mẫu mới.

Trong đó có những cái tên thương hiệu nên mới nổi có thể kể đến như Silverstone, Seasonic, Corsair và Antec (đều sử dụng nguồn của Seasonic). Những thương hiệu này phụ trách sản xuất linh kiện cao cấp cho các dòng máy xịn nên giá thành hơi cao.

Nếu bạn muốn mua thiết bị tầm trung thì có thể cân nhắc đến Acbel, FSP, Thermaltake, Cooler Master. Dù linh kiện không quá cao cấp nhưng chất lượng vẫn vô cùng tốt.

Hoặc bạn có tủi tiền ít thì PSU cấp thấp hơn một chút nữa thì có sản phẩm của Huntkey, Golden Field và Arrow. Chúng đều  đạt chuẩn ATX. Còn nếu bạn muốn giá thành cực rẻ nữa thì có sản phẩm từ thương hiệu không tên tuổi. 

Giá thành

Giá thành ảnh hưởng rất lớn đến sự lựa chọn của bạn. Bạn cần chọn ra sản phẩm vừa với túi tiền của mình. Chi phí lý tưởng bạn dành ra để đầu tư cho máy là khoảng 10-15% tổng cho bộ máy.

Các câu hỏi thường gặp

+5VSB là gì?

+5VSB là viết tắt của +5V Standby và đề cập đến một nguồn điện dự phòng trong hệ thống máy tính. Nguồn +5VSB cung cấp nguồn điện liên tục 5V cho các thiết bị như bộ nhớ CMOS, bộ điều khiển hệ thống và các thiết bị khác khi hệ thống được tắt hoặc ở chế độ chờ. Nguồn +5VSB giúp duy trì các cài đặt và thông tin quan trọng trong hệ thống ngay cả khi máy tính không hoạt động.

PSU có ảnh hưởng đến hiệu suất và độ ổn định của máy tính không?

PSU có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất và độ ổn định của hệ thống. PSU cung cấp nguồn điện cho tất cả các linh kiện trong máy tính, bao gồm CPU, GPU, bo mạch chủ và các thiết bị khác.

Nếu PSU không cung cấp đủ nguồn điện ổn định và chất lượng, có thể xảy ra các vấn đề như giảm hiệu suất, khởi động chậm, treo máy, và thậm chí gây hỏng hóc linh kiện. Một PSU tốt sẽ cung cấp nguồn điện ổn định và đáp ứng được yêu cầu năng lượng của hệ thống, giúp tăng hiệu suất và đảm bảo sự ổn định của máy tính.

PSU có thể gây hỏng các linh kiện trong máy tính không?

PSU có thể gây hỏng đến các linh kiện trong máy tính nếu nó không hoạt động đúng cách hoặc không cung cấp đủ nguồn điện. Một PSU không ổn định hoặc có điện áp không ổn định có thể gây ra sự cố như khởi động lại đột ngột, treo máy, hoặc gây hỏng các linh kiện như bo mạch chủ, CPU, card đồ họa và ổ cứng.

Do đó, việc chọn một PSU chất lượng và đảm bảo đủ công suất là rất quan trọng để đảm bảo sự ổn định và bảo vệ các linh kiện trong máy tính.

Khi nào cần nâng cấp và thay thế PSU?

Có một số trường hợp bạn cần nâng cấp hoặc thay thế PSU trong hệ thống máy tính của mình:

• Khi bạn nâng cấp các linh kiện khác trong máy tính như card đồ họa mạnh hơn, CPU mạnh hơn, hoặc thêm ổ cứng mới.
• Khi PSU hiện tại của bạn gặp vấn đề hoặc hỏng hóc.
• Khi bạn muốn nâng cấp hệ thống để đảm bảo hiệu suất và độ ổn định tốt hơn.
• Khi bạn muốn tiết kiệm năng lượng hoặc cải thiện hiệu suất.