电脑电源额定功率(PC电源的额定功率是如何制定的?)

/ 0评 / 0

电脑电源的额定功率(PC电源的额定功率是如何制定的?)

曾经有人问我为什么某个电源额定这个功率,我对技术资源网有把握的时候不知道从哪里入手。因为如果你问我这个电源为什么能达到这个功率,我可以跟你聊一会儿,给你讲讲这个电源的材料和结构,以及它的设计优势。但是为什么某个电源会有这样的额定功率,真的不是硬件技能的问题。那么一个电源的额定功率是怎么来的呢?我要在这里给你讲一个故事。

电源的额定功率和使用的材料范围有着密切的联系,这一点我想大家都可以清楚。但从电源产品设计的角度来看,恰恰是“所用材料的范围由额定功率决定”,因为你首先要确定自己要推出什么样的电源产品,并进一步确认其具体设计。所以从逻辑上讲,PC电源产品的额定功率更多的是由人工技术资源网络来决定的,因为要达到这样的输出功率是必须的,所以决定了电源必须采用这样的结构和材料,而不是因为电源采用这样的材料和结构,所以才能实现这样的输出功率。

但是,PC电源的输出规格并不限于“额定功率”这一项。从电源的铭牌上可以看到,PC电源的输出有+12V、+5V、+3.3V和-12V四种电压,其中+5V也有常规输出和待机输出两种规格,每种输出都有自己的功率上限。虽然最终会汇聚成“额定功率”这一项,但却是“额定功率”因此,与其找出电源的额定功率与所用材料范围之间的关系,其实更重要的是关注功率铭牌上的各个输出参数是如何构成“额定功率”的。

电源的额定功率是多少?

PC电源的额定功率实际上是由各种输出组成的,而不是单一的输出规格。一般来说,电源的额定功率由+12V输出功率、+5V和+3.3V组合输出功率、-12V输出功率和+5V待机功率四项组成,这四项目标功率之和应大于或等于电源标注的额定功率。如果这四项目标功率之和小于标注的额定功率,则该电源标注的额定功率有缺陷。

我们以上图为例进行说明。该电源+12V的输出额定为523W,+5V和+3.3V的组合输出为130W,-12V的输出为3.6W,+5V的待机功率为15W,因此其总输出功率为523+130+3.6+15=671.6W,高于标有600W的额定功率,与相干性一致。

但是仔细检查就会发现,同样是600W的电源,有些产品的+12V输出占比不到90%,而电源的额定功率已经被某些产品单独的+12V输出均衡了。这是否说明后者会是一个更尽责的产品?其实这只是意味着两个电源的硬件结构不同,并不能直接代表它们的性能。一般来说,如果一个电源的+12V输出功率与总额定功率基本相同,说明+5V和+3.3V的大概率是采用DC-DC设计,直接来自+12V电源。和以前的电源一样,+12V的输出功率占不到90%,大多是+5V和+3.3V独立降压,而不是直接从+12V取电。这两种设计都符合相关设计规范,不能直接用来判断电源的性能。

但从客技资源网来看,+5V和+3.3V采用了从+12V取电降压的DC-DC电路设计,更有利于电源性能的提升,也更符合PC电源的发展趋势。因此,大多数主流电源都采用了类似的结构。不过,虽然之前电源的设计已经略显过时,但并没有完全淘汰,在入门级平台上应用还是足够的。如果是有意调整,可以做出性能好的产品,但难度会有可比性。与其花时间和金钱在调整上,不如直接改用DC-DC方案,更容易获得性能更高的产品。

+5V和+3.3V的组合输出功率是多少?

现在我们已经大致了解了如何制作PC电源的额定功率,但是还有一些细节需要再次澄清,比如为什么+5V和+3.3V有“组合输出功率”的设置。其实这个设置有点像“历史遗留问题”,因为是相关规范前期要求保存的。虽然今天仍然有参考价值,但没有以前那么高了。

根据相关规范要求,PC电源不仅要标明其额定功率,还要明确标明各输出对应的功率或电流上限。其中+5V和+3.3V不仅有各自的输出功率上限,还有组合输出功率上限。原则上+5V和+3.3V的实际输出功率之和不应大于组合输出功率。之所以有这样一个参数,是因为早期的PC电源+3.3V是从+5V降压而来的,所以+3.3V的外接输出功率越高,对应的+5V的外接输出功率也就越低,所以需要标注组合功率参数,供用户参考应用。

但是大部分PC电源+5V和+3.3V都切换到独立输出设计,实际输出功率大于标注的组合输出功率。但是PC电源上的+5V和+3.3V仍然标有组合输出功率等参数。这里除了持续向用户提供参考数据外,还涉及到电源测试和相关认证的要求。比如80Plus的认证是根据铭牌参数进行测试的,+5V和+3.3V的负载比除了各自的输出上限外,还要参考组合输出功率的设置。一般来说,PC电源的+12V输出比越高,越有利于提升其转换效率。因此,即使PC电源的+5V和+3.3V的实际输出容量远大于其组合输出功率,厂商还是会将这两路的输出限制在合适的规模,这样在做测试认证时更容易达到更好的效果。

为什么现在看不到900W/950W电源?

仔细考察如今市场上的电源产品,我们会发现这样一个规律,从300W的电源产品开始,基本上每50W就会有相应的产品,而且可选的数量非常可观。但是850W之后的电源产品直接跳到1000W,900W和950W上几乎没有可选产品。开发900W和950W电源有什么困难,所以没有相应的产品?

其实不涉及硬件技能,因为如果能做出1000瓦的电源,就能做出低瓦数的产品。之所以不做,更多的是因为市场需求和生产成本的关系。其实900瓦和950瓦的电源还没有出现。如果你仔细搜索,就会看到相应的产品。但900瓦和950瓦电源的生产成本和售价并不低于1000瓦产品,而且与850瓦产品不同,C14输入接口可以在115伏环境下持续应用。大部分900W和950W电源必须在115V应用C20输入接口,这使得900W和950W产品的定位非常困难,最好降低到850W格式,以增强其通用性。

原则上900W/950W电源必须使用C20输入接口。

这也是为什么近年来我们几乎看不到900瓦或者950瓦电源的原因。当然,这可能不是唯一的原因,但无论如何也不会是硬件技能的问题。就像电源产品必须先确认额定功率再决定材料的范围一样,产品规格的制定是由各个厂家根据市场需求来决定的,而不是在空做了电源方案之后再确认额定功率。所以,如果你问我为什么某个电源能达到这个功率,我会和你讨论电源的材料和架构,但是如果你问我为什么某个电源有这个功率,我会告诉你为什么没有这个功率,这真的是厂家认为需要的。