超能課堂(260):PC電源的額定功率是如何制定的?

曾經有人問我某個電源為什麼會是這個額定功率,我一時間確實不知道從何說起。因為如果你問我這個電源憑什麼可以達到這個功率,我完全可以跟你聊上一段時間,給你好好講講電源的用料和結構,以及其設計上的優勢。但是某個電源為什麼是這樣的額定功率,這點還真的不是硬體技術上的事情。那麼一款電源的額定功率是怎麼來的呢?這里我就要給大家講講故事了。

超能課堂(260):PC電源的額定功率是如何制定的?

電源的額定功率與用料規模之間存在著密切聯系,這點我想大家都可以明白,但是在電源用料規模與額定功率的先後關繫上,從電源產品設計的角度出發,確實是「額定功率決定用料規模」,因為你首先得確定要推出一款怎樣的電源產品,才能進一步去確定其具體設計。因此在邏輯關系上說,PC電源產品的額定功率更多地是人為制定的,是因為需要達到這樣的輸出功率,才決定了電源必須用這樣的結構和用料,而並非因為電源採用了這樣的用料和結構,所以其能夠實現這樣的輸出功率。

然而PC電源的輸出規格並非只有「額定功率」這一個項目,從電源銘牌上我們可以看到,PC電源的輸出有+12V、+5V、+3.3V與-12V四種電壓,其中+5V還有常規輸出以及待機輸出兩種規格,每一路輸出都有各自的功率上限,雖然最終都匯聚成「額定功率」這一個項目,但是「額定功率」相同的電源,他們的實際輸出規格卻大不相同。因此與其摸清電源額定功率與用料規模的先後關系,電源銘牌上的各個輸出參數如何組成「額定功率」這點其實更值得在意。

電源的額定功率是如何組成的?

PC電源的額定功率實際上是由各路輸出組成的,並非單一的輸出規格。一般來說電源的額定功率是由+12V輸出功率、+5V與+3.3V聯合輸出功率、-12V輸出功率以及+5V待機功率四個項目組成,而且這四個項目的功率之和應該要大於等於電源標注的額定功率,如果這四個項目的總和小於標注的額定功率,那麼這款電源所標注的額定功率就是錯誤的。

超能課堂(260):PC電源的額定功率是如何制定的?

我們以上圖為例進行說明,這款電源的+12V輸出為額定523W功率,+5V與+3.3V聯合輸出為130W,-12V為3.6W,+5V待機為15W,因此其輸出功率總和為523+130+3.6+15=671.6W,大於其標注的600W額定功率,這樣標注是符合相關要求的,屬於正規的600W功率電源。

超能課堂(260):PC電源的額定功率是如何制定的?

不過如果大家仔細觀察的話會發現,同樣是600W功率電源,有部分產品的+12V輸出占比不到90%,而有一些產品單單是+12V輸出就已經持平電源的額定功率,那麼這是否說明後者會是更加良心的產品呢?其實這更多地只是代表了兩款電源的硬體結構不一樣,並不能直接代表兩者的性能優劣。一般來說,如果一款電源的+12V輸出功率與總額定功率基本持平,那說明了其+5V與+3.3V大機率是採用了DC-DC設計,是直接從+12V上取電降壓而來;而像前一款電源那樣,+12V輸出功率占比不到90%的,大多是+5V與+3.3V為獨立降壓,並不是直接從+12V取電。這兩種設計都符合相關的設計規范,並不能直接用來判斷電源性能的優劣。

但是從客觀角度來說,+5V與+3.3V採用DC-DC電路從+12V取電降壓的設計,確實更有利於提升電源的性能,也更符合PC電源的發展潮流。因此現在的主流電源大都已經採用了類似的結構,然而前一種電源的設計雖然已經略顯過時,但並未被完全淘汰,在入門級的平台上使用還是足夠的,如果用心調校同樣可以做出性能很不錯的產品,只是難度會比較大,與其在調校方面花時間和金錢,還不如直接換用DC-DC方案,更容易獲得性能更高的產品。

+5V與+3.3V的聯合輸出功率是什麼?

現在我們已經大體上已經了解了PC電源的額定功率是怎麼制定的,但是有一些細節部分還需要再理清一下,例如為什麼+5V和+3.3V會有「聯合輸出功率」這樣的設定。其實這個設定有點像是「歷史遺留問題」,是因為早期的相關規范要求而保留下來的設定,在今天雖然還有參考價值,但遠不如以前那麼高。

按照相關的規范要求,PC電源不僅要註明其額定功率,每一路輸出的相應功率或電流上限也是明確標注的,其中+5V與+3.3V不僅有各自的輸出功率上限,他們還存在一個聯合輸出的功率上限,原則上+5V與+3.3V的實際輸出功率總和不得大於聯合輸出功率。之所以有這樣的一個參數,是因為早期PC電源中的+3.3V是從+5V降壓而來的,因此+3.3V對外輸出功率越高,+5V的對外輸出功率就會相應地降低,因此需要標注聯合功率參數,以供用戶參考使用。

超能課堂(260):PC電源的額定功率是如何制定的?

不過現在大多數PC電源的+5V與+3.3V都已經改用了獨立輸出設計,實際輸出功率是大於標注的聯合輸出功率的,然而PC電源上的+5V與+3.3V仍然標注有聯合輸出功率這樣的參數。這里除了是繼續給用戶作為參考數據之外,還涉及到電源測試以及相關認證的需求,例如80Plus的認證是按照銘牌參數進行測試的,+5V與+3.3V的加載比例除了參考各自的輸出上限外,還要參考聯合輸出功率的設定。一般來說,PC電源的+12V輸出比例越高,就越有利於提升其轉換效率,因此即便現在PC電源的+5V與+3.3V的實際輸出能力已經遠大於其聯合輸出功率,廠商還是會將這兩路的輸出限定在合適的范圍內,這樣做測試和認證的時候,就更容易獲得較好的成績。

為什麼現在幾乎看不到900W/950W的電源?

仔細觀察今天市場上的電源產品,我們會發現這樣的一個規律,從300W的電源產品開始,基本上每隔50W都會有相應的產品,而且可選數量都非常可觀。然而850W之後的電源產品就直接跳到1000W,在900W和950W上幾乎沒有可選產品,是因為900W和950W的電源有什麼開發難度,所以才沒有對應的產品嗎?

實際上這里面並不涉及硬體技術問題,因為能夠做1000W的電源,就必然可以往下做低瓦數的產品,之所以不做更多地是因為市場需求和生產成本的關系。實際上900W和950W的電源並不是沒有出現過,如果你仔細搜索一下就會看到相應的產品。但是900W和950W級別的電源在生產成本和售價上並不低於1000W級別的產品,而且也不像850W產品那樣,可以在115V環境中也繼續使用C14輸入接口,大多數900W和950W的電源要在115V下必須使用C20型輸入接口,這就使得900W和950W產品的定位非常尷尬,還不如降低為850W款式使其通用性增強,又或者是強化為1000W或以上功率的產品,贏得更多玩家的關注。

超能課堂(260):PC電源的額定功率是如何制定的?
900W/950W電源原則上必須使用C20輸入接口

這就是為什麼近年來我們幾乎看不到900W或950W電源的原因,當然這未必是唯一的原因,但無論如何都不會是硬體技術上的事情。正如電源產品是先確定額定功率再決定用料規模一個道理,產品規格的制定是各個廠商根據市場需求而決定的,而不是憑空做了一個電源方案之後再去確認其額定功率。因此如果你問我某個電源憑什麼可以達到這個功率,我會跟你討論電源用料和架構,但是如果你問我某個電源為什麼是這個功率,我會告訴你沒有為什麼,這真的就是廠商自己覺得要有這個功率。

來源:超能網