什麼是ATX電源?

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相信大家看我們的電源評測也看得不少了,大部分玩家都知道桌面PC上的電源通常為ATX電源,對電源產品稍有了解的玩家也會知道,除了ATX外,行業內其實還有SFX、CFX、LFX、TFX、Flex ATX等多種規格的電源產品,其中SFX常見於小型的桌面PC平臺,其它規格的電源則多地用在商業和工業領域。不過ATX電源的準確名字就真的是“ATX電源”嗎?ATX電源是基於什麼標準定義的?這些問題恐怕不是每一個玩家都可以輕鬆回答,今天我們就給大家理一理,簡單講講關於ATX電源的那些事。

標準ATX架構的PC電源(圖片為酷冷至尊MWE GOLD 550電源)

ATX電源有什麼來頭?

ATX架構以及相關標準是英特爾在1995年時提出的,最早是面向主板而制定的,與基於AT架構主板打造的PC產品相比,基於ATX架構主板打造的PC要更為“模組化”,因此ATX架構的出現可以說大大促進了讓後來PC DIY的發展。時至今日,ATX依然是目前PC系統的主流架構,即便英特爾曾經在2003年試圖退出新的BTX架構用於取代ATX,但是由於各種兼容性問題,BTX架構在2006年就被英特爾放棄,ATX架構依然是最終贏家。

而ATX電源的相關規範則是ATX架構的一個重要組成部分,與ATX主板一樣,其主要是用來取代AT電源。ATX電源與AT電源最大的不同時,後者不支持“軟開機”和“軟關機”,機箱上的電源開關是直接連接到電源內部的,打開就進入開機狀態,關機則直接切斷電源,而因此當時的AT電源一旦損壞,要更換起來會有一定的難度。

而ATX電源的開機和關機則是通過主板發出的信號執行的,這讓未來的定時開機、定時關機以及遠程開機等功能的實現鋪下了發展的道路,同時也有效提升了系統數據的安全性,畢竟以AT電源的設計,關機時很可能數據還沒有完全寫入硬盤,而ATX電源在正常情況下是會自行等到系統發出“可以關機”的信號後再切斷電源。

現在的ATX電源有+12V/+5V/+3.3V/-12V/+5VSB五路輸出,曾經的-5V已經被去除

當然ATX電源相比AT電源的改進可不僅如此,首先其定義了+12V、+5V、+3.3V、-12V、-5V和+5VSB六路輸出,其中+3.3V的設計與+5VSB的設計尤為重要,前者讓眾多+3.3V供電的設備可以直接取電,而無需像使用AT電源那樣從+5V取電,再通過額外的電壓轉換器轉為+3.3V使用,+5VSB則為主板提供了待機時供電,讓遠程喚醒、定時開機等功能更容易實現;其次它的主電源接口相比AT電源也做出了重大變化,加入了防呆設計,接口插錯導致硬件燒壞的事情大幅減少;最後英特爾甚至希望通過ATX電源為主板與CPU進行散熱,早期的ATX架構PC確實如此,其電源風扇採用的是進風設計,進來風流不僅可以冷卻電源內部的元件,也可以為CPU和主板提供散熱風流,可謂“一舉多得”。

後來隨著PC的發展,ATX電源的相應規範也一直在進行修正,例如原本的散熱風扇設計被證明是“多此一舉”後,英特爾馬上就將這個設計從“強制要求”改為了“廠商選配”。當然最為重要的改變是在1999年的時候,英特爾發佈奔騰4處理器的時候,發現原有的ATX電源規範已經無法滿足處理器的供電要求,遂修改相應的要求,將原本“CPU由+5V供電”的設定改為了“CPU由+12V供電”,ATX電源規範也就升級為ATX12V規範並沿用至今。

因此現在的ATX電源嚴格意義上來說應該叫“ATX12V電源”,不過既然ATX12V規範是從ATX規範發展而來,那麼大家將ATX12V電源統稱為“ATX電源”自然也是正確的,這點就不必過於糾結了。

怎樣的電源才可以稱之為ATX電源?

從廣義上來說,ATX電源就是“用在ATX架構PC上的電源”,然後我們再根據其所應用的不同規範,再細分為不同版本的ATX電源。目前比較常見的是ATX12V 2.31版電源,雖然它們在內部結構上各有不同,但是我們大體上可以總結出以下三個共同點:

- 電源寬度為150mm,高度為86mm- 擁有+12V/+5V/+3.3V/-12V/+5VSB五路輸出,其中+12V為主要供電- 符合英特爾電源設計規範的電氣性能

標準ATX電源長度是350px,但長度達到450px的ATX電源也比比皆是(圖片為鑫谷崑崙650W電源)

不用懷疑,目前市場上的ATX12V 2.31電源,共同點大都只有這三個,雖然英特爾有一份完整的電源設計規範,但很多設計都是對廠商放開的,允許他們自行定義,例如電源的長度,按照英特爾的要求,標準的ATX電源長度應該是350px的,但事實上目前市場的電源產品,400px/450px長度的比比皆是,因此英特爾的電源規範其實是一種參考標準,完全按照這個規範打造的電源是必然符合ATX架構的,不按照要求設計則可能會存在兼容性問題,具體尺度則由廠商自行決定了。

各路輸出的最大紋波要求

各路輸出的電壓穩定性要求

當然英特爾對ATX電源提出的要求可不僅僅是輸出電壓設定以及基本尺寸那麼簡單,他們還對電源各路輸出的基本電氣性能有明確的規定,例如大家都比較熟悉的紋波,英特爾要求+12V/+5V/+3.3V/-12V/+5VSB的最大輸出紋波不超過120mV/50mV/50mV/120mV/50mV,另外電壓調整率與電壓偏離度都有不超過±5%的需求,還有各路輸出的保持時間、不同負載下的動態響應、拉偏狀態下的各路電壓變化等等,這些都是硬性要求,有興趣的玩家可以自行查閱,這裡我們就不一一敘述了。

現在的ATX電源規範經歷了哪些變化?

現在我們常說的ATX電源規範,實際上多指ATX12V電源規範,其1.0版是在2000年2月份有英特爾發佈的,而在最新的PC電源設計規範中,ATX12V電源規範已經發展到2.52版本,變化肯定是很多的,當中有些規範要求一直再加強,當然也有不少要求被捨棄,例如之前提到的“風扇進風設計”就被英特爾放棄,-5V的供電也在ATX12V 1.2規範中被捨棄,原本的20pin主供電接口則在ATX 12V 2.0版本中被擴展至24pin,同期還加入了SATA供電接口的相關要求,+12V供電的能力則是在一直被加強,不過在ATX 12V 2.0中強調的“多路+12V輸出,每路輸出不得超過20A”則在ATX12V 2.3版規範中去除,單路+12V輸出重新成為主流。

下面我們給大家整合了一下不同版本的ATX12V規範有什麼變化,為了便於大家閱讀我們只列出重點改變:

ATX12V 1.0

- 增加+12V供電能力- 額外4pin接口為CPU提供+12V輔助供電

ATX12V 1.1

- 增加3.3V的供電能力

ATX12V 1.2

- 不再要求提供-5V供電

ATX12V 2.0

- 確定+12V供電的主要地位,並增加+12V供電能力- +12V供電採用兩路設計,每路最大電流不超過20A,配置獨立的過電流保護- CPU採用+12V獨立供電- 主供電接口從20pin修改為24pin,增加了額外的+3.3V/+5V/+12V供電線路- 增加SATA供電接口

ATX12V 2.1

- 提升各路輸出的供電要求- 修改轉換效率的相關要求

ATX12V 2.2

- 修正24pin主供電與4pin CPU供電接口端子的相應規範

ATX12V 2.3

- 解除+12V單路輸出電流最多20A的限制- 建議轉換效率提升至80%,最低轉換效率提升至70%

ATX12V 2.31

- 2008年2月份推出- 針對PWR_ON與PWR_OK提出不超過400mV的紋波需求- 要求各路輸出在PWR_OK信號消失後仍然可以維持至少1ms的正常輸出

ATX12V 2.32

- 並不存在,只是民間對完整版ATX12V 2.31規範標準的稱呼

最後,為什麼現在市場上只有ATX12V 2.31電源而沒有ATX12V 2.52電源?

自2008年2月份推出ATX12V 2.31規範後,英特爾直到2013年才提出ATX12V 2.4規範,隨後在2017年升級為ATX12V 2.5規範,今年6月份則進一步完善為ATX12V 2.52規範,因此從廠商跟進、生產並推廣相應產品的時間來看,現在市場上就出現基於ATX12V 2.52規範的電源產品,確實是不太可能的。

ATX電源的尺寸要求,這個規範已經維持很長時間了

然而我們也沒有聽說過市場上有ATX12V 2.4/2.5版的電源,這又是怎麼一回事呢?實際上從ATX12V 2.3標準開始,英特爾就已經將對不同電源的設計規範進行了整合,在電氣性能的要求上進行了統一,因此各種不同電源獨有的設計要求,實際上就剩下基本尺寸,而對於ATX電源來說,其外觀尺寸早在ATX規範制定時已經確定,至今依然沒有變化。

在最新版PC電源設計規範中,我們有看到關於模組接口的設計要求

不過雖然真正意義上的ATX12V 2.52規範只剩下電源尺寸的要求,但是英特爾對PC電源的要求其實是一直有在改變的,只是隨著產品和相應技術的成熟,現在PC電源設計規範的改變更多地是細節上的要求,例如在今發佈的規範中,我們首次看到了關於模組接口的相關規範,但是就電氣性能方面而言與當年ATX12V 2.31規範其實相差不大,再加上很多廠商的產品在性能表現上已經高於英特爾的相關要求,在電源產品上標註“基於ATX12V 2.31規範”更多地只是一種習慣性的做法,代表著電源符合這個規範的要求,但並不代表其僅適用於這個規範。


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什麼是ATX電源?

玩電腦時突然出現故障,特別是玩遊戲時遇到心裡有十萬個怒火。說不定就是電腦主機電源故障,它的故障率不小。電源是電腦工作的基礎也是電腦的重要部件,因此說來說去ATX電源就是電腦的主機電源,也是大多數電腦配置的電源。

ATX電源是由AT電源發展而來,主變電路跟AT電源相似,但額外增加一些輔助電路。不僅給主機提供穩定可靠的穩定電壓,還結合ATX主板實現軟開機功能。目前電腦均採用ATX電源與主機配置,ATX電源在AT電源基礎上增加一套自激式開關型輔助電源,目的就是產生ATX主電源中的脈衝寬度調製芯片需要的20V工作電壓和主機待機需要的5V電壓。



ATX電源的組成

ATX電源由交流輸入電路、主電源、輔助電源、開機信號電路等部分組成。ATX電源的三個輸出端子,+3V端子是輸出主板供CPU用的,+5SB端子輸出供電腦待機電源。PS-ON端子主要是為主機開電源和關電源及遠程喚醒控制電源的信號。+5SB和PS-ON端子是實現電源的開與關。其中只要控制PS-ON信號電平變化就能實現電源的開與關。假如PS-ON電平信號低於1V,電源開,電平信號高於4.5V電源關。

ATX電源的常見故障

開關電源保險絲燒斷,主要原因是過流引起的。故障部位多數發生在電源輸入電路,常見的就是交流濾波電容、高壓濾波電容、整流二極管、功率管擊穿及熱敏電阻炸裂,造成過流燒燬保險管。還有就是電源沒有輸出及300V直流電壓輔助電源不正常或電源電壓輸出不確定或電源帶負載能差等常見故障。

AXT電源就是電腦主機電源,也是電腦正常工作的基礎,現在絕大多電腦主機電源採用的都是ATX電源,技術方面更加優越於AT電源。


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