超能课堂(260):PC电源的额定功率是如何制定的?

超能课堂(260):PC电源的额定功率是如何制定的?
2021年01月21日 17:30 超能网

曾经有人问我某个电源为什么会是这个额定功率,我一时间确实不知道从何说起。因为如果你问我这个电源凭什么可以达到这个功率,我完全可以跟你聊上一段时间,给你好好讲讲电源的用料和结构,以及其设计上的优势。但是某个电源为什么是这样的额定功率,这点还真的不是硬件技术上的事情。那么一款电源的额定功率是怎么来的呢?这里我就要给大家讲讲故事了。

电源的额定功率与用料规模之间存在着密切联系,这点我想大家都可以明白,但是在电源用料规模与额定功率的先后关系上,从电源产品设计的角度出发,确实是“额定功率决定用料规模”,因为你首先得确定要推出一款怎样的电源产品,才能进一步去确定其具体设计。因此在逻辑关系上说,PC电源产品的额定功率更多地是人为制定的,是因为需要达到这样的输出功率,才决定了电源必须用这样的结构和用料,而并非因为电源采用了这样的用料和结构,所以其能够实现这样的输出功率。

然而PC电源的输出规格并非只有“额定功率”这一个项目,从电源铭牌上我们可以看到,PC电源的输出有+12V、+5V、+3.3V与-12V四种电压,其中+5V还有常规输出以及待机输出两种规格,每一路输出都有各自的功率上限,虽然最终都汇聚成“额定功率”这一个项目,但是“额定功率”相同的电源,他们的实际输出规格却大不相同。因此与其摸清电源额定功率与用料规模的先后关系,电源铭牌上的各个输出参数如何组成“额定功率”这点其实更值得在意。

电源的额定功率是如何组成的?

PC电源的额定功率实际上是由各路输出组成的,并非单一的输出规格。一般来说电源的额定功率是由+12V输出功率、+5V与+3.3V联合输出功率、-12V输出功率以及+5V待机功率四个项目组成,而且这四个项目的功率之和应该要大于等于电源标注的额定功率,如果这四个项目的总和小于标注的额定功率,那么这款电源所标注的额定功率就是错误的。

我们以上图为例进行说明,这款电源的+12V输出为额定523W功率,+5V与+3.3V联合输出为130W,-12V为3.6W,+5V待机为15W,因此其输出功率总和为523+130+3.6+15=671.6W,大于其标注的600W额定功率,这样标注是符合相关要求的,属于正规的600W功率电源。

不过如果大家仔细观察的话会发现,同样是600W功率电源,有部分产品的+12V输出占比不到90%,而有一些产品单单是+12V输出就已经持平电源的额定功率,那么这是否说明后者会是更加良心的产品呢?其实这更多地只是代表了两款电源的硬件结构不一样,并不能直接代表两者的性能优劣。一般来说,如果一款电源的+12V输出功率与总额定功率基本持平,那说明了其+5V与+3.3V大概率是采用了DC-DC设计,是直接从+12V上取电降压而来;而像前一款电源那样,+12V输出功率占比不到90%的,大多是+5V与+3.3V为独立降压,并不是直接从+12V取电。这两种设计都符合相关的设计规范,并不能直接用来判断电源性能的优劣。

但是从客观角度来说,+5V与+3.3V采用DC-DC电路从+12V取电降压的设计,确实更有利于提升电源的性能,也更符合PC电源的发展潮流。因此现在的主流电源大都已经采用了类似的结构,然而前一种电源的设计虽然已经略显过时,但并未被完全淘汰,在入门级的平台上使用还是足够的,如果用心调校同样可以做出性能很不错的产品,只是难度会比较大,与其在调校方面花时间和金钱,还不如直接换用DC-DC方案,更容易获得性能更高的产品。

+5V与+3.3V的联合输出功率是什么?

现在我们已经大体上已经了解了PC电源的额定功率是怎么制定的,但是有一些细节部分还需要再理清一下,例如为什么+5V和+3.3V会有“联合输出功率”这样的设定。其实这个设定有点像是“历史遗留问题”,是因为早期的相关规范要求而保留下来的设定,在今天虽然还有参考价值,但远不如以前那么高。

按照相关的规范要求,PC电源不仅要注明其额定功率,每一路输出的相应功率或电流上限也是明确标注的,其中+5V与+3.3V不仅有各自的输出功率上限,他们还存在一个联合输出的功率上限,原则上+5V与+3.3V的实际输出功率总和不得大于联合输出功率。之所以有这样的一个参数,是因为早期PC电源中的+3.3V是从+5V降压而来的,因此+3.3V对外输出功率越高,+5V的对外输出功率就会相应地降低,因此需要标注联合功率参数,以供用户参考使用。

不过现在大多数PC电源的+5V与+3.3V都已经改用了独立输出设计,实际输出功率是大于标注的联合输出功率的,然而PC电源上的+5V与+3.3V仍然标注有联合输出功率这样的参数。这里除了是继续给用户作为参考数据之外,还涉及到电源测试以及相关认证的需求,例如80Plus的认证是按照铭牌参数进行测试的,+5V与+3.3V的加载比例除了参考各自的输出上限外,还要参考联合输出功率的设定。一般来说,PC电源的+12V输出比例越高,就越有利于提升其转换效率,因此即便现在PC电源的+5V与+3.3V的实际输出能力已经远大于其联合输出功率,厂商还是会将这两路的输出限定在合适的范围内,这样做测试和认证的时候,就更容易获得较好的成绩。

为什么现在市场上几乎看不到900W/950W的电源产品?

仔细观察今天市场上的电源产品,我们会发现这样的一个规律,从300W的电源产品开始,基本上每隔50W都会有相应的产品,而且可选数量都非常可观。然而850W之后的电源产品就直接跳到1000W,在900W和950W上几乎没有可选产品,是因为900W和950W的电源有什么开发难度,所以才没有对应的产品吗?

实际上这里面并不涉及硬件技术问题,因为能够做1000W的电源,就必然可以往下做低瓦数的产品,之所以不做更多地是因为市场需求和生产成本的关系。实际上900W和950W的电源并不是没有出现过,如果你仔细搜索一下就会看到相应的产品。但是900W和950W级别的电源在生产成本和售价上并不低于1000W级别的产品,而且也不像850W产品那样,可以在115V环境中也继续使用C14输入接口,大多数900W和950W的电源要在115V下必须使用C20型输入接口,这就使得900W和950W产品的定位非常尴尬,还不如降低为850W款式使其通用性增强,又或者是强化为1000W或以上功率的产品,赢得更多玩家的关注。

900W/950W电源原则上必须使用C20输入接口

这就是为什么近年来我们几乎看不到900W或950W电源的原因,当然这未必是唯一的原因,但无论如何都不会是硬件技术上的事情。正如电源产品是先确定额定功率再决定用料规模一个道理,产品规格的制定是各个厂商根据市场需求而决定的,而不是凭空做了一个电源方案之后再去确认其额定功率。因此如果你问我某个电源凭什么可以达到这个功率,我会跟你讨论电源用料和架构,但是如果你问我某个电源为什么是这个功率,我会告诉你没有为什么,这真的就是厂商自己觉得要有这个功率。

财经自媒体联盟

新浪首页 语音播报 相关新闻 返回顶部