【拆解】探尋PS4的設計思路（中）：電源轉換效率超過90％

【相關新聞】

【“土豪金”時代】（二）夏普：金色讓吸塵器“像寵物一樣”溫暖

探尋PS4設計思路（上）：主板設計力求簡潔

拆解iPad Air：揭開機身大幅輕量化的秘密

艾滋病治療與預防藥物：挑戰“不治之症”

跑鞋上的高科技：更輕更彈，全力奔跑！

電源：轉換效率達到90％多

PS4的特點之一是，內置了把插座供給的AC電力轉換成DC的電源。任天堂的台式游戲機“Wii U”和美國微軟的“Xbox One”就沒有內置，而是利用外置AC適配器。

PS3也內置了AC電源，不過PS4提高了其轉換效率。PS3的轉換效率為80％多，而PS4達到了90％多。“通過採用低損耗器件等提高了效率”（SCE第一事業部 設計部部長赤澤亨）。PS4的耗電量最大為250W，“在250W級的AC電源中屬於高效率”（某電源技術人員）。

設定為250W是“為了機身的小型化”（SCE的赤澤）。超過250W的話，電源連接器的端子數就要變成3根，會導致電源尺寸變大。因此設定為250W，把連接器控制為2端子。

PS4的AC電源模塊似乎配備的是雙系統。主板為12V系統，其他為4.7V系統。均具備DC-DC轉換器電路，前段配置了PFC（Power Factor Correction）電路（圖6）。12V系統的DC-DC轉換器為絕緣型，估計是適合高效率化的同步整流式LLC共振型。“PFC的效率為95％，DC-DC轉換器電路應該在96∼97％左右”（上述電源技術人員）。這兩個電路相乘，超過了90％。

圖6：實現90％多的轉換效率 PS4比PS3提高了電源模塊的轉換效率。雖然還取決於運行情況，不過PS3的轉換效率為80％多，而PS4達到了90％多。電源模塊好像主要由PFC電路和DC-DC轉換器電路構成。部件用途、企業名稱和電路等由《日經電子》推測。

支持快速的負荷變動

向CPU和GPU供電的主板電源電路可以說是游戲機特有的，可以看出針對負荷變動的周密對策（圖7）。玩視頻游戲時，根據場面的不同，CPU和GPU的負荷會快速變動。例如，在游戲內的角色靜止時與高分辨率的多個角色激烈動作時，CPU和GPU的電流會激烈變動。

圖7：採用“3段構造”應對負荷變動 圖片相當於圖3的14和15。主板上的CPU/GPU用電源電路為抑制負荷快速變動時產生的電壓變動，安裝了鋁電解電容器、積層陶瓷電容器和旁路電容器三種電容器。部件的用途、性能和企業名稱等由《日經電子》推測。

而且，由於向CPU和GPU供給的電流較大，電流的變動幅度也很大。CPU配備雙相電源電路，GPU配備4相電源電路。從電源電路採用的電源IC和電感器等來看，估計CPU用電源電路具備最大40∼50A的載流量，而GPU用電源電路具備最大100∼140A左右的載流量。

為抑制激烈的負荷變動產生的紋波，CPU和GPU用電源電路的輸入側採用安裝了鋁電解電容器、積層陶瓷電容器和旁路電容器的“3段構造”。上述電源技術人員評價稱，這是“非常精心的設計”。