我在读真的需要电涌保护吗？我想知道为什么电压不足会造成如此大的危害。那里给出的解释是“电容器电压超过其额定电压”，但如果进入 PSU 的电压低于正常电压，那么这毫无意义。电压不足时，PSU 会发生什么损坏它？
现代 PSU 中是否有内置保护功能来防止此类损坏？除了使用 UPS 之外，还有其他方法可以在电压不足的情况下保护计算机吗？
答案1
电压降低是一种欠压情况，交流电源电压低于标称值约 10%（标称值在大多数地方为 110-120 或 220-240）。因此，在美国，电压降低可能被定义为交流电压降至 99V 以下。英特尔的 ATX 电源规范规定，90 至 135 和 180 至 265 之间的电压应允许电源正常运行（第 3.1 节)，这样即使出现明显的电压下降，电源仍能正常运行。
有些人还将非常短暂的电源中断（低于 30 毫秒，或大约 2 个交流电周期）视为电压降低，因为白炽灯泡在那段时间内会短暂但明显地变暗，类似于真正的欠压情况。
无论是哪种情况，英特尔都将其定义为欠压情况，并在 3.1.3 节中讨论了在这种情况下 ATX 电源必须遵循哪些要求。英特尔 ATX12V 电源设计指南
电源应包含保护电路，使得低于第 3.1 节表 1 规定的最小值的输入电压不会对电源造成损坏。
通常，电源有一个由一系列有趣的电路组成的输入部分，最终为变压器提供约 308 VAC 电压，然后变压器为调节和调节电路供电。该电路实际上构成了调节电路的主要基础，如果您使用的功率低于电源的最大功率，则可能能够应对严重的欠压情况，而不会在输出端失去调节。
当电压下降时，电源会尝试尽可能长时间地提供额定电流（基于输入电压和电流），如果无法维持稳压，则会取消Power Good发送到主板的信号。主板负责取消power on发送到电源的信号，如果主板及时取消，则电源将降低所有输出并关闭。
如果主板无法做到这一点，当电源偏离调节范围太远时，电源就会下降，但这并不能保证，而且使用低质量的电源时，您可能会发现您的组件和主板也会出现欠压情况。
此时发生的情况取决于这些组件的坚固程度，但通常这不是一件好事，因为组件会尝试在较低电压下运行。请记住，电源在断电时始终会短暂提供欠压（将输出降至 0 不是瞬间的），因此非常短暂的欠压期是可以接受的。只有当电源长时间处于欠压状态时才会出现问题，而这种情况只有在电源和主板都未能意识到问题并继续尝试运行时才会发生。
请记住，英特尔规范只不过是行业指南，没有认证机构。即使是好的电源也不受任何协议的约束，必须遵循其建议。我最喜欢的部分是 3.1.5。我见过许多电源，无论是昂贵的还是便宜的，都未能遵循这些建议！
具体效果因所讨论的组件而异，这实际上是一个单独的讨论。
答案2
PIE。P = IE。功率 = 电流乘以电压。因此，如果电压在电压降低时较低，电源必须从主电源拉出更多电流才能维持相同的功率。因此，虽然电压应力在电压降低期间确实较低，但电流对电源的压力增加来补偿。
以下是简短的回答：在电压下降时，电源需要吸收更多的电流来补偿较低的电源电压，这对晶体管、电线、二极管等来说压力很大。它们的效率也会降低，这使得它们吸收更多的电流，从而使问题更加严重。
以下是详细答案： 大多数 PC（如果不是全部）都使用开关电源。如果电源的所有元件（晶体管、变压器、电容器、二极管等）都是完全理想的，则电源可以接受任何输入电压并在所需电压下产生所需功率（只要输入端有足够的电流来维持 P=IE）。
但这些因素都远非理想，因此所有实际电源都设计为在特定范围内工作，例如 80 至 240V。即使在其设计范围内，效率（电源输出功率与输入所需功率的百分比）也会随着输入电压降低而下降。Anandtech 有一个很好的例子图形。X 轴表示电源输出（负载）的功率，Y 轴表示效率。因此，该电源在 300W 左右时效率最高。
对于 120V 输入，其效率约为 85%，因此它从墙上吸取约 300W/0.85 = 353W 的功率，从而在输出端获得 300W 的功率。“缺失”的 53W 被耗散在电源电路中（这就是您的 PC 配有风扇的原因 - 就像您的电源在一个小盒子里有一个 50W 的灯泡，它需要散热）。由于 P=IE，我们可以计算出它从墙上插头产生 120V 300W 输出所需的电流：I = P/E = 353W/120V = 2.9A。（我忽略了功率因数以使解释简单易懂。）
对于 230V 输入，效率为 87%，因此它仅从墙上吸取 344W，这很不错。由于电压高得多，电流消耗要低得多：344W/230V = 1.5A。
但在 90V 电压不足的情况下，效率甚至比 120V 时更差：83.5%。因此，现在电源从墙上拉出 300W/0.835 = 359W。而且它拉出的电流甚至更多：359W/90V = 4A！
现在，这可能不会给电源带来太大压力，因为它的额定功率为 650W。让我们快速看看 650W 时会发生什么。对于 120V，效率为 82% -> 793W 和 6.6A。但在高负载下效率甚至更差，因此对于 90V，我们看到效率为 78.5%，这意味着 828W 和 9.2A！即使效率保持在 78.5%，如果电压降至 80V，它需要拉动 10.3A。这是很大的电流；如果它们不是为这种电流设计的，东西就会开始融化。
所以这就是为什么电压下降对电源不利的原因。它们需要吸收更多的电流来补偿较低的电源电压，这对晶体管、电线、二极管等来说压力很大。它们的效率也会降低，这会使它们吸收更多的电流，使问题更加严重。
奖励示例：这里简要解释一下为什么电源电压降低时电源效率会降低。所有电子元件（晶体管、变压器，甚至印刷电路板上的走线）都具有某种等效电阻。当功率晶体管处于“导通”状态时，它具有“导通电阻”，假设为 0.05 欧姆。因此，当 3A 电流流过该晶体管时，其引线上的电压为 3A * 0.05 欧姆 = 0.15V。该晶体管现在消耗的功率为 0.15V * 3A = 0.45W。这是浪费的功率 - 它是电源中的热量，而不是负载的功率。这是我们的 300W 场景，120V 场景。
在 90V 电压下降 300W 的情况下，晶体管的导通电阻相同，为 0.05 欧姆，但现在有 4A 电流通过，因此其引线上的电压降为 4A * 0.05 欧姆 = 0.2V。该晶体管中现在消耗的功率为 0.2V * 4A = 0.8W。因此，当电源电压下降时，电源中每个具有导通电阻/电压降的设备（数量很多）都会产生更多热量（浪费的功率）。因此，一般而言，在合理范围内，电压越高，效率越高。