电源参数指标笔记
最近鑫谷出了款数字电源，我索性把电源相关的参数和概念整理成一篇笔记。参数实在太多，记不住，写下来方便以后查。
1. 电源铭牌与输出 rail
电源把 220V 交流市电转换成主板、CPU、显卡等部件需要的低压直流电。ATX 标准定义的主要输出电压有 +12V、+5V、+3.3V。
1.1 各路电压与典型负载
| 电压 rail | 主要供电对象 | 备注 |
|---|---|---|
| +12V | CPU、显卡、3.5“ 硬盘马达、机箱风扇 | 整机功耗大头 |
| +5V | USB 设备、3.5“ 硬盘控制电路、部分主板电路 | |
| +3.3V | 主板、内存、PCI/PCIe 辅助、2.5“ SSD | |
| +5VSB | 待机电路（USB 关机充电、网络唤醒） | 功率很小 |
| -12V | 串口等 legacy 电路 | 现代主机几乎可忽略 |
CPU 和显卡基本只吃 +12V，所以 +12V 额定功率比总瓦数更关键。
1.2 TDP 与功耗估算
TDP（Thermal Design Power）是芯片的散热设计值，更接近“持续满载时的散热参考”。现在不少 CPU 的睿频功耗（如 Intel 的 PL2、AMD 的 PPT）会明显超过 TDP，显卡也有瞬时峰值，估算电源功率时不能直接拿 TDP 当最大功耗，要留出余量。
机械硬盘运行约 10W，但启动时电机马达可能冲到 30W，主要由 +12V 承担。
1.3 额定功率与峰值功率
- 额定功率：可长时间稳定输出的功率。
- 峰值功率：短时间内可维持的功率，正规铭牌会标注持续时间，通常不超过一分钟，超时触发保护。
峰值功率参考价值不大，看额定功率即可。
输出功率不需要再除以转换率，标称 100W 输出就要能输出 100W；转换率只影响插座侧耗电。
1.4 单路 +12V 与多路 +12V
部分电源把 +12V 分成 12V1、12V2 等，12V1 通常给显卡，12V2 给 CPU。目的是防止单路电流过大烧线。
多路每路仍有最大电流限制，上大功耗显卡时可能单路不够。单路 +12V 不用考虑电流分配，现在线材标准提高后，单路安全性已经足够。
2. 80 PLUS 与效率认证
2.1 80 PLUS 只是效率认证
白牌、铜牌、金牌、白金、钛金都是 80 PLUS 的等级，只衡量转换效率，不衡量用料、稳定性、保护或寿命。
2.2 80 PLUS 版本
- 早期版本要求同时支持 110V/220V 宽幅输入。
- 后来又针对 230V 地区推出了 EU 版本，所以“有牌”不一定就是全幅输入，要看铭牌。
2.3 Cybenetics ETA / LAMBDA
除 80 PLUS 外，Cybenetics 提供了两个认证：
- ETA：综合转换效率等级，测试点比 80 PLUS 更多。
- LAMBDA：噪音等级，从 A++（小于 15 dB(A)）到 Standard（40～45 dB(A)）共七档，衡量风扇噪音。
这个认证在国内见得不多，但比 80 PLUS 更能反映电源综合表现。
3. ATX 3.0 / 3.1 与 PCIe 5.0 供电
3.1 ATX 3.0 / 3.1
ATX 3.0 是 Intel 2022 年发布的新电源规范，重点针对显卡高功耗瞬时波动：
- 要求电源能承受 12V rail 的功率偏移（Power Excursion），例如 200% 额定功率可维持 100μs，180% 维持 1ms，160% 维持 10ms，120% 维持 100ms。
- 对 12V 电压偏离、保持时间等要求更严。
ATX 3.1 是后续修订，主要改进包括：
- 用 12V-2x6 接口替代 12VHPWR。
- 降低 12V rail 的电压容差，使电压更稳定。
- 调整功率偏移测试条件。
3.2 12VHPWR / 12V-2x6
PCIe 5.0 / ATX 3.0 引入的 16pin 显卡供电接口：
- 12VHPWR：早期版本，12 针供电 + 4 针 sense，单线最高 600W。插头没插到底或线材弯折过度都容易接触不良，早期因此出现过热熔化的案例。
- 12V-2x6：2023 年修订版，物理外观相同，但 sense 针脚缩短，改进了接触结构，安全性更好。两者线材通常可互换。
4. 线材与接口
4.1 CPU 供电（EPS 4/8 pin）
早期 4pin，现代主板普遍 8pin EPS，本质是线芯加粗、降低线阻。可拆分 4+4 pin。高端主板可能需要双 8pin CPU 供电。
4.2 主板 24pin
由 20pin + 4pin 组成，新增 4pin 主要给 PCIe 插槽提供更多 +12V 与 +3.3V。4pin 可拆分。
4.3 大 4pin / Molex
传统 IDE 硬盘、光驱接口，现多用于机箱风扇、PCIe 辅助供电或 PCI 扩展卡。
4.4 SATA 供电
扁平 L 型防呆，用于硬盘、光驱。SATA 与大 4pin 可互转。
4.5 PCIe 6+2 pin
6pin 额外 75W，8pin 额外 150W，PCIe 槽本身 75W。高功耗显卡需要多个 8pin。
4.6 12V-2x6 / 12VHPWR
Intel 在 ATX 3.0/3.1 中引入的 16pin 显卡供电接口，单条线最高 600W。早期 12VHPWR 烧端子的事故不少，各家后来推出了所谓「强流线」，长期可靠性如何还得继续看。
4.7 软驱供电
已基本淘汰。
5. 模组化分类
- 非模组：所有线材固定。
- 半模组：CPU/主板线固定，其余可插拔。
- 全模组：全部可插拔。
6. 数字电源（Digital PSU）笔记
数字电源指使用数字控制器（DSP/MCU）替代或辅助传统模拟控制芯片的电源。
6.1 按控制程度分类
| 类型 | 说明 | 定位 |
|---|---|---|
| 全数字电源 | PFC、LLC、DC-DC 均由数字控制器控制 | 高端旗舰 |
| 混合数字电源 | 部分电路数字控制（如数字 PFC + 模拟 LLC） | 中高端常见 |
| 模拟电源 | 传统模拟控制芯片 | 主流及入门产品 |
6.2 数字电源常见控制对象
- 数字 PFC：实时调整功率因数校正，效率更高，THD 更低。
- 数字 LLC：动态调整谐振频率，优化不同负载下的效率。
- 数字 DC-DC：精确控制 3.3V/5V 输出，改善交叉负载和动态响应。
- 数字风扇控制：根据温度和负载精确调速。
6.3 优缺点记录
优点：
- 电压调节更精确，动态响应更好。
- 可通过软件监控和调节参数。
- 更容易实现复杂的保护策略。
缺点：
- 成本更高。
- 固件质量影响稳定性。
- 维修难度大。
6.4 常见数字控制器方案
- Infineon（英飞凌）XDPL 系列
- STMicroelectronics（意法半导体）STNRG 系列
- ON Semiconductor（安森美）数字 PFC 方案
- Texas Instruments（德州仪器）UCD 系列数字电源控制器
7. 评测参数速查
铭牌不会标，需要仪器测试：
| 指标 | 含义 | 参考标准 |
|---|---|---|
| 转换效率 | 交流转直流效率 | 80 PLUS / Cybenetics |
| 电压偏离 | 实际输出与标称偏差 | ATX12V ±5% |
| 纹波 | 输出高频噪声 | +12V ≤ 120mV，+5V/+3.3V ≤ 50mV |
| 交叉负载 | 各路负载比例不同时的稳定性 | 偏离在允许范围 |
| 保持时间 | 外部断电后持续输出时间 | ATX12V ≥ 16ms |
| 动态响应 | 负载突变时电压恢复速度 | |
| 功率偏移 | 瞬时高负载承受能力 | ATX 3.0/3.1 规范 |
| 保护功能 | OCP/OVP/OPP/SCP/OTP/UVP |
7.1 保护功能
- OCP：过流保护
- OVP：过压保护
- OPP：过载保护
- SCP：短路保护
- OTP：过温保护
- UVP：欠压保护
- NLO：无负载保护（部分高端电源）
7.2 参考评测来源
国内：超能网、玩家堂、Chiphell 等。 国外：TechPowerUp、Hardware Busters 等。（JonnyGuru 曾是电源评测的标杆，约 2021 年停止更新，网站现已无法访问。）
主板 BIOS/软件读到的电压不够准确，仅参考。纹波、保持时间等需要示波器。
8. 常用参数备忘
- 功率估算：CPU + GPU 功耗 × 1.2~1.5 为额定功率参考。
- +12V 额定功率优先看。
- 单路 +12V 更省心。
- 80 PLUS 只是效率，不是品质。
- 新显卡优先考虑原生 ATX 3.0/3.1 + 12V-2x6 电源。
- 数字电源多见于高端旗舰，关注控制器方案。