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么會是這個額定功率，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么可以達到這個功率，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。但是某個電源為什么是這樣的額定功率，這點還真的不是硬件技術上的事情。那么一款電源的額定功率是怎么來的呢？這里我就要給大家講講故事了。

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后關系上，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，而并非因為電源采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電源的輸出規格并非只有“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后關系，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，并非單一的輸出規格。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于等于電源標注的額定功率，如果這四個項目的總和小于標注的額定功率，那么這款電源所標注的額定功率就是錯誤的。

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，大于其標注的600W額定功率，這樣標注是符合相關要求的，屬于正規的600W功率電源。

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，那么這是否說明后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件結構不一樣，并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大概率是采用了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，并不是直接從+12V取電。這兩種設計都符合相關的設計規范，并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采用DC-DC電路從+12V取電降壓的設計，確實更有利于提升電源的性能，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采用了類似的結構，然而前一種電源的設計雖然已經略顯過時，但并未被完全淘汰，在入門級的平臺上使用還是足夠的，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么？

現在我們已經大體上已經了解了PC電源的額定功率是怎么制定的，但是有一些細節部分還需要再理清一下，例如為什么+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，但遠不如以前那么高。

按照相關的規范要求，PC電源不僅要注明其額定功率，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于聯合輸出功率。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。

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，實際輸出功率是大于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，就越有利于提升其轉換效率，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于其聯合輸出功率，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。

為什么現在市場上幾乎看不到900W/950W的電源產品？

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之后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的電源有什么開發難度，所以才沒有對應的產品嗎？

實際上這里面并不涉及硬件技術問題，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的電源并不是沒有出現過，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并不低于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。

900W/950W電源原則上必須使用C20輸入接口

這就是為什么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件技術上的事情。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后再去確認其額定功率。因此如果你問我某個電源憑什么可以達到這個功率，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么是這個功率，我會告訴你沒有為什么，這真的就是廠商自己覺得要有這個功率。