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PC電源有那幾種類型!目前最常用的是ATX電路!還有其它嗎?

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二、PC電源的鼻祖—AT電源規範

AT電源屬於PC電源的元老級人物,功率壹般為150W~250W,***有四路輸出(5V、12V)另向主板提供壹個P.G(Power Good)信號。輸出線為兩個6芯插頭和幾個4芯的插頭,兩個6芯插座給主板供電。AT電源采用切斷的方式關機,也就是“硬關機”。

在ATX電源未出現之前,從286到586計算機由AT電源壹統江湖。目前AT電源已經退出了市場,即便是在舊電腦市場也已經很難看到其身影。

三、AT電源規格的進化—ATX電源規範

ATX規範是1995年Intel公司制定的新的主機板結構標準,是英文(AT Extend)的縮寫,可以翻譯為AT擴展標準,而ATX電源就是根據這壹規格設計的電源。與AT電源相比,ATX電源外形尺寸並沒有多大變化,其與AT電源最顯著的區別是,前者取消了傳統的市電開關,依靠+5VSB、PS-ON控制信號的組合來實現電源的開啟和關閉。ATX類電源總***有六路輸出,分別是+5V、-5V、+12V、-12V、+3.3V及+5Vsb。

+5VSB是供主機系統在ATX待機狀態時的電源,以及開閉自動管理和遠程喚醒通訊聯絡相關電路的工作電源,在待機及受控啟動狀態下,其輸出電壓均為5V高電平,使用紫色線由ATX插頭9腳引出。PS-ON為主機啟閉電源或網絡計算機遠程喚醒電源的控制信號,不同型號的ATX開關電源,待機時電壓值為3V、3.6V、4.6V各不相同。

ATX電源最主要的特點就是,它不采用傳統的市電開關來控制電源是否工作,而是采用“+5VSB、PS-ON”的組合來實現電源的開啟和關閉,只要控制“PS-ON”信號電平的變化,就能控制電源的開啟和關閉。電源中的S-ON控制電路接受PS-ON 信號的控制,當“PS-ON”小於1V伏時開啟電源,大於4.5伏時關閉電源。

主機箱面上的觸發按鈕開關(非鎖定開關)控制主板的“電源監控部件”的輸出狀態,同時也可用程序來控制“電源監控件”的輸出:比如在WIN XP平臺下,發出關機指令,使“PS-ON”變為+5V,ATX電源就自動關閉。關機時PW-OK輸出信號比ATX開關電源+5V輸出電壓提前幾百毫秒消失,通知主機觸發系統在電源斷電前自動關閉,防止突然掉電時硬盤磁頭來不及移至著陸區而劃傷硬盤。

目前市場上的ATX電源,不管是品牌電源還是雜牌電源,從電路原理上來看,壹般都是在AT電源的基礎上做了適當的改動發展而來的,因此,我們買到的ATX電源,在電路原理上壹般都大同小異。此發布以來,ATX電源規範經歷了ATX1.0、ATX 1.1、ATX 2.0、ATX 2.01、ATX 2.02、ATX 2.03和ATX 12V等階段,目前市面上的電源多遵循ATX 2.03或更新的ATX 12V標準。

1、ATX1.1與ATX2.0標準的區別

對ATX電源內部的風路進行了調整,將原來面向機箱內送氣的風扇改為向機箱外排氣。對PS_ON#、PWR_OK信號和+5VSB電源規格進行了補充,對+3.3VDC端電壓變動的範圍和軟電源控制信號進行了重新定義。加入可選擇的風扇輔助電源、風扇監控、IEEE1394電壓和3.3V遙控電壓等標準。對電源內部配線顏色的定義進行了補充。

2、ATX2.00與ATX 2.01標準的區別

對機箱和主板的I/O接口的定義進行了修正和補充。將+5VSB輸出電流由原來的10mA增加到720mA,改善了主板喚醒設備的能力,提高了兼容性。

3、ATX2.01與ATX 2.02標準的區別

針對250—300W以上的電源加入了新的輔助電源連接器(壹種6芯連接器,采用類似AT主板上使用的電源連接器)。

並對技術白皮書的內容進行了修改和補充,說明了電源啟動時PS_ON、PWR_OK與相關電壓的變化關系,並明確了IEEE1394R通道的電源定義。根據Intel關於ATX電壓供應設計手冊(0.9版)的規定對原來技術白皮書中的兩處錯誤進行了修正,將原來-5VDC和-12VDC的電壓波動範圍由原來的±5%修改為±10%。

4、ATX2.02與ATX2.03標準的區別

其中ATX 2.03標準采用+5V和+3.3V電壓,分別為功耗較大的處理器及顯卡直接提供所需的電壓。而單獨的+12V輸出則主要應用在硬盤和光驅設備上,因為當時處理器和顯卡的功耗都相對較低,所以各部件相安無事。 但P4處理器的推出改變了這壹切。由於它的功耗較高,使用符合ATX 2.03規範的產品時,+5V的電壓根本不能提供足夠的電流。基於此,Intel對ATX標準進行了修訂,推出了ATX 12V 1.0規範。

5、ATX 12V標準

它與ATX 2.03的主要差別是改用+12V電壓為CPU供電,而不再使用之前的+5V電壓。這樣加強了+12V輸出電壓,將獲得比+5V電壓大許多的高負載性,以此解決P4處理器的高功耗問題。其中最顯眼的變化是首次為CPU增加了單獨的4Pin電源接口,利用+12V的輸出電壓單獨向P4處理器供電。此外,ATX 12V 1.0規範還對湧浪電流峰值、濾波電容的容量、保護電路等做出了相應規定,確保了電源的穩定性。

不過,隨著吞電怪獸Prescott CPU的出現,系統對12V的輸出電流有了更高的要求,而且線材的承受能力有限,這就對為CPU供電的+12V輸出電流提出了更高的要求,因此電源也從ATX12V 1.0、ATX12V 1.1、ATX12V 1.2版升、ATX12V1.3版本、ATX12V2.0版本及最新的ATX12V 2.2版本。其中改動比較大的是ATX12V 1.3版本、ATX12V 2.0版本及ATX12V 2.2版本。

ATX12V 1.3版本

ATX12V 1.3版本主要是增強了12V供電,同時增加了對SATA硬盤的供電接口,提高了電源的轉換效率。雖然以目前的電源技術,+12V單路輸出完全可以做到更高,但會導致其輸出線材存在較大的安全隱患,同時也會有較大的線路損耗,為此Intel專門限制了單路+12V輸出不得大於240VA。此外,ATX12V 1.3還取消了-5V這個電壓的供給。

本來-5V的電壓是給ISA插槽使用的,但是隨著ISA插槽的淘汰,-5V電壓已經早就用不上了,因此ATX12V規範中已經正式取消了這個-5V電壓的供給,所以壹些較為新型的電源就根本沒有這個電壓的輸出。同時,在ATX12V 1.3規格中,滿載時電源效率從68%提高到了70%。不過,隨著PCI-E設備的出現,系統功耗再次攀升,對+12VDC的需求繼續增大。

雖然ATX12V 1.3的+12V單路輸出完全可以做到更高,但會導致其輸出線材存在較大的安全隱患,同時也會有較大的線路損耗,為此Intel專門限制了單路+12V輸出不得大於240VA。在不改動ATX電源輸出規範的情況下,傳統的ATX12V 1.3電源已經不能通過改動內部設計來滿足所有硬件對+12V的需求,因此規格更高的ATX12V 2.0規範應運而生。

ATX12V 2.0版本

與ATX12V 1.3版本相比,ATX12V 2.0版本最是明顯的改進就是+12V增加了壹路單獨的輸出,即采用了雙路輸出,其中壹路+12V(稱為+12V1)專門為CPU供電,而另壹路+12V2則為其它設備供電。

壹個計算機的開關電源,+12VDC的輸出如果是22A的話,這在安全方面是不允許的,FCC(美國聯邦通訊委員會)在這方面作出了非常明確的規定,計算機電源的任何壹路直流電壓輸出不允許超過240VA,舉例說明為如果某壹路輸出電壓為40V,那麽這壹路電流最多為240VA除以40V等於6A,在電流達到6A之前,電源應該進入到過流保護狀態或者關機。

而Intel希望的+12VDC輸出要求達到22A,這已經超出了FCC對安全的要求,已經可以達到+12V×22A=264VA,已經遠遠大於了240VA的要求。這在安全方面是不允許的。在這種技術背景下,Intel將ATX12V2.0版的+12VDC分成了+12V1DC和+12V2DC。

+12V1DC通過電源的主接口(12×2)給主板及PCI-E顯卡供電,以滿足PCI Express X16和DDR2內存的需要;而+12V2DC通過(2×2)的接口專門為Prescott CPU供電。

這樣設計,就可以將240VA安全的問題科學解決。在實際上,主板上的+12V1DC和+12V2DC在布線上也是完全分開的。ATX12V 2.0規範還有壹些不太明顯的改變,例如輸出負載已經可以滿足最新硬件上的需求,追加第二個+12伏特接頭給處理器使用,讓其余的12伏特供給不會因處理器突然加載而產生不穩定。由於采用雙路12V輸出,因此主電源接口也從原來的20Pin改為24Pin輸出。

雖然很多廠商提供舊版本電源加上24pin的主板轉接頭,以替代研發ATX12V 2.0版本的電源,雖然在使用上還沒發生大問題,但僅是壹時的替代方案,無法完全取代正版的ATX12V V2.0電源,因為這樣的作法存在下列缺點:壹是無法改善+12V不足的現象,不能滿足新系統對+12V輸出增加的強烈需求,尤其是ATX12V V1.3以前舊版低瓦特數的電源規格,+12V嚴重不足,在舊版本電源加上24pin的主板轉接頭,只是自欺欺人的手法。二是轉接頭會造成的壓降問題。 因為+12V輸出需求大,若再加上轉接線材設計不良,將形成嚴重的壓降問題,影響供電質量。

左邊為20針 右邊為24針

左邊為20轉24針 右邊為可拆卸24針

雖然新增壹些不同接頭,不過,使用轉接線或特殊的20或24針ATX接頭,其仍然和舊規格可以兼容,重要的是當妳的舊有電源供給器損壞後,妳可以安全的用2.01規格的電源供給器來取代,保證可以正常使用。在輸出接口方面,ATX12V 2.0另壹個新的改變就是SATA硬盤機的電源接頭,這原本包含在ATX1.3標準上,現在已經不復需要了,這意味著轉換接頭的時代已經結束了,他們已經驗證大多數的應用,尤其在主要的硬盤機上,畢竟ATX標準並不會去限定有多少的接頭需要放上去。

除此以外,Intel ATX12V2.0版本還有壹個重要就改進之處,那就是轉換效率增加了。由於電源在工作中,有部分電能轉換成熱量損耗掉了,因此,電源必須盡量減少熱量的損耗。轉換效率就是輸出功率除以輸入功率的百分比。1.3版電源要求滿載下最小轉換效率為68%。2.0版更是將推薦轉換效率提高到了80%。盡管功率因數和轉換效率都是指電源的利用率,但區別卻很大。

簡單地說,功率因數產生的損耗是電力部門負擔,而轉換效率的損耗是用戶自己負擔。功率因數、EMI電路等都是對國家電網的保護。也就是說電源轉換供電,效率並沒有100%應用,而是壹部分轉換為熱量。如V1.3版電源效率只達到68%,那也就是說有32%的電能轉換成了熱能。為了防止熱量的聚集影響到電腦的正常運行我們就要把熱量散開,就也是就我們為什麽裝風扇的原因。

ATX12V2.0標準在峰值及壹般負載下可以到達70%,在低負載下也有60%的成績,建議的效率數值可以分別在峰值、壹般及低負載下到達75%、80%及68%(所謂壹般負載是指滿載輸出值的壹半,而低載是滿載輸出值的20%)。不過小看這些被轉為熱能的功耗,對400W功率模塊而言,可就浪費掉壹大筆的電能,而不是貢獻給計算機而耗掉,如果妳使用效率更差的電源,事實上也常見,妳應該可以從妳的電費上的賬單看到慘痛的代價,妳只要簡單的去用好的電源,或許壹開始花多壹點錢,但是這對日後節省的錢壹定會有很大的貢獻,尤其對需要讓電腦壹整天都開機的人而言,更是如此。

根據自己系統平臺的發展,在ATX12V2.0規範中Intel推薦了四種電源規格,分別為ATX12V2.0版250W,ATX12V2.0版300W,ATX12V2.0版350W和ATX12V2.0版400W,這四個級別的電源中對+12VDC的輸出要求至少也要達到22A。值得註意的是,並不是所有主板都支持ATX12V2.0電源---這種電源須搭配符合ATX12V 2.0規範的主板比如LGA 775和Socket AM2主板才適用。

ATX 12v 2.0版規範功率對照表

+12V1 +12V2 +5V +3.3V 實際功率

8a 14a 18a 17a 250W

8a 14a 20a 20a 300W

10a 15a 21a 22a 350W

14a 15a 28a 30a 400W

不過,ATX規格並沒有在ATX12V2.0規範就止步不前了。伴隨65納米雙核心處理器的推出,制造工藝也已經成功進入了新的階段,並將成為今年的主旋律。在處理器規格作出重大變革的時候,Intel為其雙核心處理器制定的全新的ATX 12V 2.2 PC電源規範。

ATX12V 2.2版本

ATX12V 2.2屬於最新的ATX電源標準,相對ATX12V2.0來說,改進並不大。它仍沿用了2.0規範中的雙路12V輸出設計,只是在2.0規範的基礎上進行了修改以及強化。其中最突出的進行了以下兩點改進。,

首先,為了給雙核的高端平臺提供強勁供電,Intel在ATX12V 2.2規範中加入450W的輸出規範也是情非得以。這是因為目前雙核心處理器功耗的增加、多顯卡技術以及RAID等技術的普及,對於高端系統平臺來說,壹款大功率的電源已經成為必不可缺少的要素!

在上面的負載交叉圖上,我們可以看到Intel規範中所提及的450W電源,雙路12V的最大聯合輸出功率已高達到400W,完全能夠應付當前的高端雙核平臺。

其次在新的ATX 12V 2.2規範中對,對電源的轉換效率有了更高的標準。目前對ATX 12V 2.2 80%轉換效率的推薦(非強制)要求。而我國卻相對落後,目前CCC要求是65%。

準系統電源,ATX電源中的另類者!

準系統電源從原理上來說仍屬於ATX電源的範疇,只不過因為受機箱空間的制約,準系統廠商不得不將動手術的對象轉移到電源。顯然,體積龐大的ATX電源無法繼續使用,準系統廠商必須根據自身需求對電源進行定制,壹般是采用直接縮小尺寸、降低空間占用來對電源進行瘦身處理器。但由於各類準系統外形並不相同,內部空間的布局也相差甚遠,各準系統廠商必須根據自身情況獨自設計,這樣讓它可以很好地利用周圍的空間,這樣準系統便可以實現薄小的體積。

因此,時至今日準系統電源仍沒有壹個標準的,當然這種特殊性所帶來的問題也是顯而易見的,那就是準系統電源的功率低,往往只在200—250W左右,而且用戶升級電源的機會幾乎是微乎其微。因此,準系統廠商往往針根據AMD或Intel平臺來定制電源的功率,以期能最大滿足用戶升級或增加配件所帶來的功率需求,最常見的手法是加強對某壹線路的補償輸出。

雖然在ATX規範中都規定了每壹線路輸出的標準。不過,ATX電源的各路輸出不可能同時達到標稱的最大輸出電量。由於目前處理器功耗較高,英特爾已經改+12V為CPU供電,因此+12V端的負載較重,會導致+12V的下跌。而AMD的CPU以前普遍+5V取電,電源的補償電路自動對+5V進行補償,結果會導致+12V的升高(現在AMD新壹代CPU也從+12V取電了)。

相信有些朋友在升級系統後依然使用以前的電源就會發現電源與新系統並不兼容,主要原因就是早期的電源5V的帶載能力強,而12V帶載能力相對薄弱。相對來說,電壓偏高比電壓偏低更具有危險性,電壓偏低至多引起電腦工作的不正常,而電壓偏高則可能燒毀硬件。

針對系統對5V,12V負載能力要求增大時,如何才能實現這兩路電壓負載變化而電壓又不相互影響調整呢?為了保證輸出電壓的穩定,ATX電源內部設計了壹套補償電路,能夠根據輸出電壓下跌的幅度自動進行補償來抵消輸出電壓的下降,但通常ATX電源並沒有為每壹路輸出電壓提供單獨的穩壓電路,而是同時補償,比如+5V和+12V中的+5V因為負載太大而導致輸出電壓開始下降,電源會同時增加這兩路的輸出電壓,並不會單獨對+5V進行控制,其結果必然導致+12V的輸出電壓過渡補償而超過額定的電壓,當電源設計欠佳或輸出功率不足時這種特有的現象就更加明顯!

針對以上問題,目前不少準系統電源都采用磁放大技術用可改善電源輸出電壓的穩定性,往往將3.3V與5V、12V的穩壓電路獨立開來-----將5V穩壓電路同樣使用磁放大器電路從5V和12V***同組成的穩壓電路中分離開,這樣意味著5V,12V也就可獨立進行電壓調整—這也就是所謂的三路獨立輸出電源。(註:即使不采用三路獨立輸出方式,比較好電源對+5V和+12V的輸出都有采取了壹定的保護,當電壓上升到危險的程度,電源將關斷輸出。電源輸出的正電壓,合理的波動範圍在-5%—+5%之內,而負電壓的合理波動範圍在-10%—+10%)

此外,準系統的電源大多數全把第壹道EMI濾波電路省了,抑制輸入端的高頻幹擾,以及PWM自身產生的高頻幹擾的能力也要遜色於標準的ATX電源。

當然,有部分苛求“小”的廠商(如艾葳(Iwill)、浩鑫)幹脆效仿筆記本電腦,將電源改為外置設計,準系統主機內只提供壹個輸入接口和必要的連接線路。因此,對於此類系統,妳幾乎不要再抱升級的幻想!

四、BTX電源規範

BTX的英文全稱是“Balanced Technology Extended”,中文意思是平衡技術延伸,這是壹種新型主板架構規範,旨在借助用於構建創新臺式電腦系統的標準來建立壹個靈活的通用基礎。系統需要擁有最新的性能技術才能滿足用戶不斷提高的散熱、能耗、結構、音響、以及電磁兼容性等方面的要求。BTX規範為開發者提供了新的工具和設計空間,以支持其設計臺式電腦系統,不論是小巧緊湊的系統,還是大型的可擴充系統。相對結構變化,BTX的電源供給的變化就沒有那麽大了。

BTX電源兼容了ATX技術,其工作原理與內部結構基本相同,輸出標準與目前的ATX12V 2.0規範壹樣,也是象ATX12V 2.0規範壹樣采用24pin接頭。

BTX電源主要是在原ATX規範的基礎之上衍生出ATX 12V、CFX 12V、LFX 12V幾種電源規格。其中ATX 12V是既有規格,之所以這樣是因為ATX12V 2.0版電源可以直接用於標準BTX機箱。