开关电源:PC电源分析

有人把CPU比作电脑的“心脏”，实际上，如果我们真正形象地去比较，CPU对于电脑来说更像是大脑的作用，而真正为电脑提供动力的心脏应该是为电脑提供充足电力的电源。那么让我们来关注一下这个被我们忽视的角落。

PC电源从产生到现在经历了近20年的发展，这期间不论是电源外形还是输出电压和功率以及电性能要求都有过多次变化，也先后出现过许多不同的规范和标准。至今市场上仍有许多种类的电源并存，不同类型的电源都是针对不同类型的主机设计，因此需要正确地分辨电源类型。

IBM PC/XT/AT是PC电源最早的工业标准，兼容机概念的流行使PC电源有一个相对统一的设计，也确立了+5V、+12V、-5V、-12V四组输出电压的电源总线架构。其中+5V担负了几乎所有逻辑芯片的供电，以适应已经成为工业标准的+5V TTL逻辑电平要求，+12V则主要为机内的硬盘和光驱马达供电。AT电源与主板的连接线是两条单排6芯线，分别为P8和P9。AT电源外观上最明显的标志是它的交流输入开关线，出于交流输入线的安全性要求，该线缆具有较厚的绝缘外皮，非常易于辨认。

ATX电源的出现是PC电源的一次重大变化。ATX电源中增加了+3.3V的主输出，增加了+5VSB待机输出和PS_ON#信号。+3.3V是为了部分较低功耗、逻辑电压较低的部件而设的，+5VSB和PS_ON#的增加则是为了满足PC的远程开关机、键盘开关机等新的电源管理方案的需要。电源连接主板的输出线也由原来的12芯扩充到20芯，并采用了一只双排的20芯插头。有关PC电源的设计规范也逐渐建立并完善起来，典型的是被业界接受的INTEL《ATX POWER Supply Design Guide》和《SFX POWER Supply Design Guide》。这两个标准到现在仍是PC电源设计中最主要的参照。

P4电源是目前比较受关注的电源类型，它的正式的名称是ATX12V电源。INTEL在推出其新一代Pentium4 CPU时，也相应提出了与系统变化相适应的电源标准,也就是《ATX/ATX12V POWER Supply Design Guide》。“ATX12V”被作为ATX系列电源中的“高级系列”。相比较ATX来看，ATX12V电源有以下两个明显变化：

1. 增大+12V输出能力。主板上的CPU、Chipset等有自身特定的工作电压，需要依赖VRM或是本地DC/DC来供给，随着IC功率的上升，使用+12V来为这些部分供电要比使用+5V或+3.3V易于传递更大功率并有更高的传输效率。

2. 增加了+12V输出线和接插件。为了使+12V的电流良好传输，增加了一只4芯的+12V接插头，该插头也成为ATX12V电源的外观特征。

除此之外，ATX/ATX12V系列电源的另一个变化是+5VSB输出电流的增大，是因为要适应诸如“Instantly Available PC”、“Suspend-to-RAM”等电源管理方案。

PC电源常见类型如表。

其中市场上最为多见的类型是标准AT/ATX外形的ATX和ATX12V电源，电源功率大多为200W～300W之间，我们可以根据不同主机的需要分别选取