Använder min dator mer elektricitet vid laddning av USB-enheter?

Något jag alltid har undrat. Om jag ständigt ansluter mobiltelefoner, hårddiskar och liknande via USB till min dator, kommer det att äta upp mer på elräkningen? Eller använder USB-portarna elektricitet genom att bara aktiveras ändå, vilket inte påverkar strömförbrukningen?

Kort svar: Förmodligen, men inte nödvändigtvis; det blir det inte fri makt, men det kan erhållas mer effektivt. Det beror verkligen på den specifika kraftförsörjningens effektivitetskurva och den punkt där du använder den (och strömförbrukning är påverkas av programvara).

Långt svar:

En USB-port kan producera max 500mA (USB1&2) och 950mA (USB3) kl 5V vilket ger maximalt 2.5W (USB1&2) och 4.75W (USB3).

USB-portar förbrukar inte ström av sig själva. Utan något anslutet är de bara öppna kretsar.

Nu, om du får 1A (5W) ut en USB3-port, det kommer vanligtvis att öka den globala energiförbrukningen med ~ 6W (beroende på din kraftförsörjningseffektivitet) vilket skulle vara en ökning med 2% till 5% av din dators strömförbrukning.

Men i vissa fall kan det vara annorlunda.

Om du tittar på någon PSU-effektivitetskurva (från AnandTech):

Du ser att effektiviteten inte är ett konstant värde, det varierar mycket beroende på belastningen som appliceras på PSU. Det kommer du att se 900W PSU det med låg effekt (50W till 200W), är kurvan så brant att en ökning av lasten kommer att medföra en avsevärd ökning av effektiviteten.

Om effektivitetsökningen är tillräckligt hög, skulle det betyda det i vissa fall kanske din dator faktiskt inte behöver extra 5W från vägguttaget när du drar ett extra 5W från en USB-port.

Låt oss ta ett exempel på en datorteckning 200W på en PSU med en verklig effektivitet på 80% på 200W :

Computer power consumption : 200W
USB device power consumption : 5W
PSU efficiency at 200W  : 80.0%
Wall power consumption without USB : 200W / 80,0% = 250.00W

Nu, beroende på effektivitetskurvan för PSU mellan 200W och 205W, kan den relativa energiförbrukningen för USB-enheten vara helt annorlunda:

<Case 1>
PSU efficiency at 205W  : 80.0%
Wall power consumption with USB : 205W / 80.0% = 256,25W
Wall power consumption of the USB device : 6.25W

Detta är det vanliga förenklad fall, där effektiviteten är densamma, följaktligen motsvarar USB-enhetens strömförbrukning 5W / 80.0% = 6.25W

<Case 2>
PSU efficiency at 205W  : 80,5%
Wall power consumption with USB : 205W / 80,5% = 254,66W
Wall power consumption of the USB device : 4.66W

I detta fall ökar PSU: s effektivitet mellan 200W och 205W, så att du inte kan dra den relativa kraftenkonsumtion av USB-enheten utan att ta hänsyn till hela datorns strömförbrukning, och du ser att den relativa ökningen i vägguttaget faktiskt kan vara lägre än 5W.

Detta beteende händer bara för att i så fall PSU är underbelastad, så det är inte det vanliga fall, men det är fortfarande en praktisk möjlighet.

<Case 3>
PSU efficiency at 205W : 82%
Wall power consumption with USB : 205W / 82% = 250,00W
Wall power consumption of the USB device : 0W

I det här fallet drar PSU samma kraft frånvägguttaget, oavsett vilken belastning den får. Detta är beteendet hos en zenregulator där all onödig kraft sprids till värme. Det är ett beteende som kan observeras i någon form av låg-slut PSU vid mycket liten belastning.

<Case 4>
PSU efficiency at 205W : 84%
Wall power consumption with USB : 205W / 84% = 244,00W
Wall power consumption of the USB device : -6W

Det sista fallet är rent hypotetisk fall där PSU faktiskt skulle konsumera mindre kraft vid högre belastning. Som @Marcks Thomas sagt, detta är inte något du kan observera från en praktisk strömförsörjning, men det är fortfarande teoretiskt möjligt och bevisar att det instinktiva TANSTAAFL regel kan inte alltid tillämpas så enkelt.