本篇是基础科普,文字较多,图片较少。“怎么我看这个电源各路输出加起来比额定功率还大?”本条科普以台达NX350为例,见下图,输入输出规格是电源标签上最重要的数据。

ATX12V电源的标签都会分成这样两部分,一部分是AC Input交流输入,一部分是DC Output直流输出。

有APFC的电源,一般可以支持更宽幅度的交流电压输入,从标签可得知,台达NX350支持100~240V全电压输入,输入电流7~3.5A,对应100~240V输入时电源输入的最大电流。频率47~63Hz,也对应不同地区交流电波形频率。

交流输入规格一栏需要留意的是输入电压范围,支持宽幅输入的电源一般为100~240V,实际上大都可工作在96~264V,对应全球两档不同交流电压,对我国电压偏低的地区也有用处。此前80 PLUS科普中对全球两档不同交流电压、频率有详细介绍→『什么是80 PLUS,金牌换钛金电源能回本吗?

也有部分APFC比较省料的没达到全电压输入支持。被动PFC的电源,可支持的交流电输入范围也比较窄,可能写180~240V或者只写220V。按照GB/T 14714-2008标准,可以在242V下工作。

直流输出规格有这样几组电压,分别是+3.3V、+5V、+12V、-12V和+5VSB,有时候为了方便,会把电压前面的“+”去掉。目前ATX12V标准的电源,没有+12VSB、ISA板卡砍掉了,也没有-5V,主板24P插头有一个空Pin就是之前-5V的。

3.3V主要给板卡比如PCIE、M.2插槽供电,5V给硬盘、USB外设供电,12V给CPU和显卡供电,-12V给串口使用,对输出的电流要求不高。5VSB里的SB不是你想的那个SB的意思,是Standby的缩写,只要电源背面的开关打到“1”,电源通电就会工作,给电源本身管控电路、主板供电实现开机、软关机,关机的时候主板上的RGB灯、键鼠上的灯也是由这部分来供电,输出能力多在2~3A。

3.3V的输出能力,按不同的电源可能会在10~30A之间,常见的主流产品在20A左右。本文的例子台达NX350,3.3V的输出能力是17A。

5V的输出能力,与3.3V的输出电流数值上比较接近,在CPU还使用5V供电的时候,5V的输出能力会比较强,可以达到20A+。目前主流产品普遍也在20A左右。

这里问题来了,上面的3.3V和5V输出能力如果都按17A算,会得到56.1+85=141.1W,已经超过了规格标签上的105W Max。这里要引入“联合输出能力”的概念,即这3.3V和5V两路加起来最多能够输出这么大的功率。在NX350的电路上,3.3V是使用非晶磁环从主变的5V绕组磁放大再整流而来。所以这两路总的输出能力有一个上限。

目前5V/3.3V采用DC-DC生成的中高端电源上,也有5V/3.3V联合输出功率的概念,不过功率限制来源于整个模块的12V输入或者DC模块上元件的规格上限。这类电源的5V和3.3V的输出能力普遍是各20A~25A,联合输出能力在100W~125W之间。刚发布评测的海盗船AX1600i的DC-DC模块输出能力比较强,各30A,联合输出能力高达180W。

12V是本文重点,自从ATX12V v1.0开始,CPU供电输入电压从5V改为12V。到了ATX12V v2.0标准,Intel开始把12V分路,指定12V2为CPU供电。12V1则为主板、驱动器及PCIE供电。大功率的电源,可能会再增加12V3、12V4、12V5等为PCIE设备供电。

基于安全方面的考虑,FCC美国联邦通讯委员会的EN-60950标准规定,可接触的点换接头的最大输出功率不能超过240VA,按此规定,计算机电源的任何一路直流电压输出不允许超过240VA,以12VDC输出来算就是每组12V不可以超过20A,常见的都会降额来设计,多设计为18或17A。具体内容可见之前的ATX标准解读文章→『ATX12V电源标准解读

实际的情况是,绝大多数电源只有一个变压器次级绕组引出12V,滤波电路到输出线材之间加上检流电阻来分路,限制每一路12V的最大输出,从而生成了多路12V,当输出值达到分组输出的保护值时切断输出,从而确保安全。这样的电源本质上仍然是12V单路的设计。但是从用户的使用和安全角度而言,它是一个多路的12V电源。

台达NX350的12V1为14A,12V2为17A,12V也有联合输出的概念,即几组12V的输出功率加起来不得超过一定的功率值,在台达NX350的标签上写的值是336W。

很明显,台达NX350这样的电源无法胜任目前大功率配件的需求,12V2只有17A/204W的输出能力,带一些功耗比较大的CPU就很容易触发OCP过流保护。12V1只有14A就更不用说了,目前主流独显都带不动。

目前12V的设计还是以大单路12V为主流,用户不需要考虑12V电流分配问题,使用上更为方便。使用大单路12V和DC-DC技术的电源,很容易就可以从标签上识别,12V的输出能力基本上就是整个电源的额定输出功率。比如海盗船AX1600i的12V输出能力就达到了133.3A/1599.6W,几乎是整个电源的额定输出功率。

电源12V的设计从最初的单路12V到多路12V,时间是2003年2月,以Intel更新ATX12V v2.0标准为节点。最后又回到了大单路12V,时间应该是2009年,以海韵X750上市为节点。

2009年的高端电源比如安耐美的Revolution 85+ 1050W,安钛克的SG850、TPQ-1200都是多路12V的设计。上图的安钛克TPQ-1200的12V是6路各38A。很明显,目前的主流/高端显卡跑出40、50A峰值电流是很轻松的,多路电源不是那么适应当前以及未来的发展趋势。