1、PC 电源知识-ATX 电源与 ATX 标准来源：hithot 作者： 发布时间：2008-09-27 标签： 电源知识 ATX 电源是根据 ATX 标准进行设计和生产的，而 ATX 标准则与电脑和整机的标准密切相关。相对于早期 AT 结构的电脑来说，ATX 结构的电脑在许多方面作出了改进，ATX 电源也发生了明显的变化，比如取消了 AT 电源上必备的电源开关而交由主板进行电源开关的控制，而电源内部也增加了一个待机电路为电源主电路和主板提供电压来实现电源唤醒等功能，此外，ATX 电源首次引进了+3.3V 的电压输出端，与主板的连接接口上也有了明显的改进。从最初的 ATX1.0 开始，ATX 标
2、准也经过了多次的变化和完善，目前已经推出了ATX2.03 和 ATX12V 这两个标准，根据 ATX 标准制订的 ATX 电源也逐渐成熟，所以了解 ATX标准能帮助大家正确的认识电源： ATX1.1 到 ATX2.0 标准的区别：对 ATX 电源内部的风路进行了调整，将原来面向机箱内送气的风扇改为向机箱外排气。对 PS_ON#、PWR_OK 信号和+5VSB 电源规格进行了补充，对+3.3VDC 端电压变动的范围和软电源控制信号进行了重新定义。加入可选择的风扇辅助电源、风扇监控、IEEE1394 电压和3.3V 遥控电压等标准。对电源内部配线颜色的定义进行了补充。 ATX2.00 与 2.01
3、 的区别：对机箱和主板的 I/O 接口的定义进行了修正和补充。将+5VSB 输出电流由原来的 10mA增加到 720mA，改善了主板唤醒设备的能力，提高了兼容性。 ATX2.01 与 2.02 的区别：针对 250300W 以上的电源加入了新的辅助电源连接器（一种 6 芯连接器，采用类似AT 主板上使用的电源连接器）。对技术白皮书的内容进行了修改和补充，说明了电源启动时 PS_ON、PWR_OK 与相关电压的变化关系，并明确了 IEEE1394R 通道的电源定义。根据 Intel 关于 ATX 电压供应设计手册（0.9 版）的规定对原来技术白皮书中的两处错误进行了修正，将原来-5VDC 和-1
4、2VDC的电压波动范围由原来的5修改为10。 ATX2.02 与 2.03 的区别：将 MicroATX 名词改为正确的 Mini-ATX，并对其外形尺寸进行了重新的定义。建议电源厂家在电源机盒顶端增加新的通风窗口以增强对 CPU 的散热。 ATX12V 与 ATX2.03 的区别：加强了+12VDC 端的电流输出能力，对+12V 的电流输出、涌浪电流峰值、滤波电容的容量、保护等做出了新的规定。采用新增加的 4 芯电源连接器为 P4 处理器供电，供电电压为+12V。加强了+5VSB 的电流输出能力，改善主板对即插即用和电源唤醒功能的支持。从上面标准的演化过程不难看出，虽然 ATX 有许多不同的
5、版本，但不同版本间的区别并不明显，大的改动也不算多，其中 ATX1.1 到 2.0 中电源风扇风向的变化和 ATX12V 的推出到对我们实际使用影响颇大，购买电源的时候要尽量选择满足最新 ATX 标准的电源，如ATX2.03、ATX12V。 ATX 12V 2.0ATX12V 2.0 规范仍然是 ATX 电源规范的一种。从 ATX 电源提出到现在，ATX 电源经历了两次重大升级-从 ATX 1.0 到 ATX 2.0，解决了 ATX 1.0 风向内吹导致 CPU 过热和启动电流太小导致“闹鬼”两个重大问题；从 ATX 2.03 到 ATX12V 1.0，设置了12V 的独立输出，使 CPU 获
6、得独立供电。而 ATX12V 2.0 则是 ATX 电源历史上的第三次重大升级。在本质上，ATX12V 2.0 规范就是为了解决 CPU 功耗极度高涨的问题而制定的。目前，Prescott 核心的处理器功耗已经突破了 100W，这就对为 CPU 供电的+12V 输出电流提出了更高的要求，虽然以目前的电源技术，+12V 单路输出完全可以做到更高，但会导致其输出线材存在较大的安全隐患，同时也会有较大的线路损耗，为此 Intel 专门限制了单路12V输出不得大于 240VA。这样，在不改动 ATX 电源输出规范的情况下，传统的 ATX12V 1.3 电源已经不能通过改动内部设计来满足需求。因此，AT
7、X12V 2.0 规范应运而生。这个标准与以往的标准的最大区别有两个，一是电源主输出接口由 20pin 改为 24pin，二是+12V 增加了一路单独的输出，即采用了双路输出，其中一路+12V（称为+12V1）专门为 CPU 供电，而另一路+12V2 则为其它设备供电。由于 ATX12V 2.0 与 ATX12V 1.3 相比，主要是增强了对 CPU 的输出。所以对于旧的CPU 和主板意义不大，如果没有近期升级到 Prescott 的计划，可以暂时不考虑它。PFC ATX 电源PFC 不是一个新概念了，在 UPS 电源要运用地较多，而 PC 电源上很少见到 PFC 电路。PFC 在 PC 电源
8、上的兴起，主要是源于 CCC 认证,所有需要通过 CCC 认证的电脑电源，都必须增加 PFC 电路。PFC 就是“功率因数”的意思，主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高，说明电能的利用效率越高。PC 电源采用传统的桥式整流、电容滤波电路会使 AC 输入电流产生严重的波形畸变，向电网注入大量的高次谐波，因此网侧的功率因数不高，仅有 0.6 左右，并对电网和其它电气设备造成严重谐波污染与干扰。早在 80 年代初，人们已对这类装置产生的高次谐波电流所造成的危害引起了关注。1982 年，国际电工委员会制订了 IEC552 限制高次谐波的规范（后来的修订规范是 IEC100032），促使众
9、多的电力电子技术工作者开始了对谐波滤波和功率因数校正（PFC）技术的研究。电子电源产品中引入 PFC 电路，就可以大大提高对电能的利用效率。PFC 有两种，一种是无源 PFC（也称被动式 PFC），一种是有源 PFC（也称主动式PFC）。无源 PFC 一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，但无源 PFC 的功率因数不是很高，只能达到 0.70.8；有源 PFC 由电感电容及电子元器件组成，体积小，可以达到很高的功率因数，但成本要高出无源 PFC 一些。有源 PFC 电路中往往采用高集成度的 IC，采用有源 PFC 电路的 PC 电源，至少具有以下特点：1）
10、 输入电压可以从 90V 到 270V；2） 高于 0.99 的线路功率因数，并具有低损耗和高可靠等优点；3） IC 的 PFC 还可用作辅助电源，因此在使用有源 PFC 电路中，往往不需要待机变压器；4） 输出不随输入电压波动变化，因此可获得高度稳定的输出电压；5） 有源 PFC 输出 DC 电压纹波很小，且呈 100Hz/120Hz（工频 2 倍）的正弦波，因此采用有源 PFC 的电源不需要采用很大容量的滤波电容。ATX 电源主要供应线路+3.3V：最早在 ATX 结构中提出，现在基本上所有的新款电源都设有这一路输出。而在AT/PSII 电源上没有这一路输出。以前电源供应的最低电压为+5V
11、，提供给主板、CPU、内存、各种板卡等，从第二代奔腾芯片开始，由于 CPU 的运算速度越来越快，INTEL 公司为了降低能耗，把 CPU 的电压降到了 3.3V 以下，为了减少主板产生热量和节省能源，现在的电源直接提供 3.3V 电压，经主板变换后用于驱动 CPU、内存等电路。+5V：目前用于驱动除磁盘、光盘驱动器马达以外的大部分电路，包括磁盘、光盘驱动器的控制电路。+12V：用于驱动磁盘驱动器马达、冷却风扇，或通过主板的总线槽来驱动其它板卡。在最新的 P4 系统中，由于 P4 处理器能能源的需求很大，电源专门增加了一个 4PIN 的插头，提供+12V 电压给主板，经主板变换后提供给 CPU
12、和其它电路。所以 P4 结构的电源+12V 输出较大，P4 结构电源也称为 ATX12V。-12V：主要用于某些串口电路，其放大电路需要用到+12V 和-12V，通常输出小于 1A。-5V：在较早的 PC 中用于软驱控制器及某些 ISA 总线板卡电路，通常输出电流小于 1A。在许多新系统中已经不再使用-5V 电压，现在的某些形式电源如 SFX, FLEX ATX 一般不再提供-5V 输出。在 INTEL 发布的最新的 ATX12V 1.3 版本中，已经明确取消了-5V 的输出。+5V Stand-By：最早在 ATX 提出，在系统关闭后，保留一个+5V 的等待电压，用于电源及系统的唤醒服务。以
13、前的 PSII、AT 电源都是采用机械式开关来开机关机，从 ATX 开始（包括 SFX）不再使用机械式开关来开机关机，而是通过键盘或按钮给主板一个开机关机信号，由主板通知电源关闭或打开。由于+5V Stand-by 是一个单独的电源电路，只要有输入电压，+5VSB 就存在，这样就使电脑能实现远程 Modem 唤醒或网络唤醒功能。最早的 ATX1.0 版只要求+5VSB 达到 0.1A，随着 CPU 及主板的功能提高，+5VSB 0.1A 已不能满足系统的要求，所以 INTEL 公司在 ATX2.01 版提出+5VSB 不低于 0.72A。随着互联网应用的不断深入，一些系统要求+5VSB 提供
14、2A、3A，甚至更大的电流输出，以保障系统功能的实现，因此对电源提出了更高的设计要求。ATX 电源插座管脚功能表Pin 导线颜色 功能 Pin 导线颜色 功能 1 橘黄 3.3V 提供 +3.3V 电源 11 橘黄 3.3V 提供 +3.3V 电源 2 橘黄 3.3V 提供 +3.3V 电源 12 兰色 -12V 提供 -12V 电源 3 黑色 地线 13 黑色 地线 4 红色 5V 提供 +5V 电源 14 绿色 PS-ON 电源启动信号，低电平 - 电源开启，高电平 - 电源关闭 5 黑色 地线 15 黑色 地线 6 红色 5V 提供 +5V 电源 16 黑色 地线 7 黑色 地线 17
15、黑色 地线 8 灰色 Power OK 电源正常工作 18 白色 -5V 提供 -5V 电源 9 紫色 5VSB 提供 +5V Stand by 电源，供电源启动电路用 19 红色 5V 提供 +5V 电源 10 黄色 12V 提供 +12V 电源 20 红色 5V 提供 +5V 电源 符合 ATX2.03 标准的 200W 电源 输出电压 最大输出电流（ A ） 峰值输出电流（ A ） +12V 8 10 +5V 21 +3.3V 14 -5V 0.3 -12V 0.8 +5VSB 1.5 2.5 符合 ATX12V 标准的 200W 电源输出电压 最大输出电流（ A ） 峰值输出电流（ A
16、 ） +12V 10 12 +5V 21 +3.3V 14 -5V 0.3 -12V 0.8 +5VSB 1.5 2.5 符合 ATX 2.03 标准的 250W 电源输出电压 最大输出电流（ A ） 峰值输出电流（ A ） +12V 10 12 +5V 25 +3.3V 16 -5V 0.3 -12V 0.8 +5VSB 1.5 2.5 符合 ATX 12V 标准的 250W 电源输出电压 最大输出电流（ A ） 峰值输出电流（ A ） +12V 13 16 +5V 25 +3.3V 20 -5V 0.3 -12V 0.8 +5VSB 1.5 2.5 符合 ATX 2.03 标准的 300W
17、 电源输出电压 最大输出电流（ A ） 峰值输出电流（ A ） +12V 12 14 +5V 30 +3.3V 20 -5V 0.3 -12V 0.8 +5VSB 1.5 2.5 符合 ATX 12V 标准的 300W 电源输出电压 最大输出电流（ A ） 峰值输出电流（ A ） +12V 15 18 +5V 30 +3.3V 28 -5V 0.3 -12V 0.8 +5VSB 2.0 2.5 通过上面的数据，我们发现了一个规律，即 +5V 的输出值的 10 倍，就大约是电源的额定功率。需要指出的是，这个方法对于 ATX2.03 和 ATX12V 1.1 版本的电源，估算是比较准确的，但随着 ATX12V 1.3 版本的推出，就不能再沿用这个方法，因为 1.3 版本的电源 +5V 有轻微的下降， +12V 的电流要提高了一些。如 250W 功率的电源， +5V 输出是 23A
