电脑电源功率计算

陈独秀的秘密

市电进入电源后，首先经过扼流线圈和电容滤除高频杂波和干扰信号，接下来经过整流和滤波得到高压直流电，然后进入电源最核心的部分——开关电路。 开关电路主要负责将直流电转换为高频脉动直流电，再送高频开关变压器降压，然后滤除高频交流部分，这样才得到电脑需要的较为“纯净”的低压直流电。因为计 算机电源最核心的部分是开关电路，因此计算机电源通常就被称为开关电源(Switching Power Supply)。

电源的输出

计算机系统中各部件使用的都是低压直流电，但不同配件具体要求的电压和电流又各不相同，比如转速达到每秒数千转的硬盘主轴电机和硬盘控制电路对供 电的要求肯定不可能相同，因此电源也相应有多路输出满足不同的供电需求。通过图1可以看到，该硬盘的供电分为直流+5V和+12V两部分。


就目前最常用的ATX电源来说，其电源输出有下列几种：
+3.3V：主要经主板变换后驱动芯片组、内存等电路。
+5V：目前主要驱动硬盘和光驱的控制电路(除电机外)、主板以及软驱等。
+12V：用于驱动硬盘和光驱的电机、散热风扇，或通过主板扩展插槽驱动其它板卡。在最新的

Pentium 4系统中，由于Pentium 4处理器功耗增大，对供电的要求更高，因此专门增加了一个4Pin的插头提供+12V电压给主板，经主板变换后供给CPU和其它电路。因此配置Pentium 4系统要选用有+12V 4Pin插头的电源。

-12V：主要用于某些串口电路，其放大电路需要用到+12V和-12V，但电流要求不高，因此-12V输出电流一般小于1A。

-5V：主要用于驱动某些ISA板卡电路，输出电流通常小于1A。

+5VSB：+5VSB表示+5V Standby，指在系统关闭后保留一个+5V的等待电压，用于系统的唤醒。5VSB是一个单独的电源电路，只要有输入电压，+5VSB就存在。这样，计算机就能实现远程MODEM唤醒或者网络唤醒功能。最早的ATX 1.0版只要求+5VSB供电电流到达0.1A，但随着CPU和主板功耗的提高，0.1A已经不能满足系统要求了，因此现在的ATX电源+5VSB输出一 般都可以达到1A以上，甚至2A。

一般而言，正规电源产品的铭牌上都应该标注各路输出的供电电流(图3)，对产品各项指标了解得更加清楚并不是一件坏事，因此购买电源时请尽量选择这类产品。

电源的功率


大家都知道功率的计算方法是电压乘以电流，对于图3中的电源，是否将各路直流输出的电压乘以电流，再累加到一起就是电源的额定输出功率呢？根据图 3，我们可以得到表1中的数据，将它们累加起来就会得到360.9W的输出功率，而根据它的铭牌可以看到这个电源的实际额定输出功率为250W(最大输出

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功率320W)。

表1：输出电压/电流与功率

输出电压 输出电流 输出功率

+12V 13A 156W
+5V 26A 130W
+3.3V 16A 52.8W
-5V 0.5A 2.5W
-12V 0.8A 9.6W
+5VSB 2A 10W

实际上，ATX电源的各路输出不可能同时达到标称的最大输出电流，因此我们可以在电源铭牌上看到诸如“+5V&+3.3V:145W，+ 5V、+3.3V&+12V:240W”这样的指标，这表示+5V和+3.3V最大联合输出为145W，+5V、+3.3V和+12V最大联合输 出为240W。如果按表1的数据进行计算，这个值却达到了338W，大大超过了240W的限制。显然，通过简单的累加来计算电源的额定功率是完全错误的。
通常情况下，我们经常提到的电源的功率一般指电源的额定输出功率，但是从图3可以看到除了标注额定功率外，还有最大功率，因此这里我们先了解一下电源的几种功率。

额定功率

电源的额定功率并没有一个具体的计算公式。电源额定功率的标定往往采用交叉负载测试的方式，实验是通过检测电源的各路主电压的负载压降和纹波系数 来得出各路输出电压的最大电流的。具体方法是这样的：在不超过该路输出的最大电流的前提下，逐渐减小其负载电阻，同时测量其负载压降和纹波系数，当其负载 压降和纹波系数超出允许的范围时，记录此时的电流值作为最大工作电流。记录各路输出的最大工作电流，然后与Intel制定的功率标准进行对比，从而确定电 源的额定输出功率。

最大输出功率

最大输出功率是指电源稳定工作时能够输出的最大功率。一款额定功率200W的电源，实际工作输出并不一定低于200W，可能要高出一些，毕竟额定功率的标定与实际使用的环境是有一定区别的。

峰值功率

峰值功率是指电源短时间内(一般为30秒)能够提供的功率，但电源不能长时间工作在这种极端的状态。通常情况下电源峰值功率可以超过最大输出功率 50%左右，由于硬盘在启动状态下汲取的电路远远大于其正常工作时的值，因此系统经常利用这一缓冲为硬盘提供启动所需的电流，启动到全速后就会恢复到正常 水平。

如何判断电源的功率

现在有很多品牌的电源都不标注实际的输出功率，而是提供一个“300XX”之类的型号来给经销商发挥。既然无法单单依靠电源铭牌上的电压电流数据 来准确计算电源的额定功率，那如何去判
断电源的额定输出功率有多大呢？当然，最准确的方法是加负载进行测试，但这只有生产厂家能够做到。作为普通消费者， 我们可以根据ATX电源设计标准来判断电源的大致功率是多少。

注意ATX 2.03与ATX 12V的区别

在判断电源功率前我们首先应该了解电源的版本，图4和图5分别

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表示目前市面上最常见的两种电源标准：ATX 2.03版和ATX 12V版。对于不同的版本，电源功率的标准要求也是不一样的，但目前市场上的电源对这两个版本的区分不是十分严格。

所谓的Pentium 4电源就是指ATX 12V，并非是ATX 2.03。ATX 12V与ATX 2.03的区别如下：

加强了+12V的电流输出能力，并对+12V的电流输出、浪涌电流峰值、滤波电容的容量、保护等做出了新的规定；
新增加了4Pin +12V电源连接器；
加强了+5VSB的电流输出能力。
标准ATX 2.03和ATX 12V电源规格

电脑到底消耗多大功率

在购买电源或者升级计算机时，很重要的一点就是保证电源有能力提供足够的电流驱动系统内部设备，方法就是计算出系统各个部件消耗的功率。要准确计 算出不同部件的电源消耗时比较困难的，有的设备会明确标示出耗电量(图1)，比如各种存储设备，但是生产厂商通常都不会提供板卡类产品的耗电量，因此我们 可以根据表6进行估算。功率消耗差异较大的设备是CPU和显卡，对于相同制造工艺的CPU来说，频率越高所消耗的功率也越高，加电压超频同样会增加CPU 的功耗。而显卡根据显示芯片以及搭配的显存的不同，功耗差异也比较大，一些高性能显卡(比如GeForce FX和Radeon 9700)已经开始使用额外的电源供应器。

表6：设备的典型功率消耗(来源于AMD公司技术资料)

+3.3V +5.0V +12.0V 数量 最大功率

主板 3.00A 2.00A 0.30A 1 23.50W
Athlon XP 2100+ / 7.49A 1 89.91W
256MB DDR / 3.00A / 2 15.00W
AGP显卡 6.00A 2.00A / 1 29.80W
IDE硬盘 / 0.80A 2.00A 1 56.00W
DVD-ROM / 1.20A 1.10A 1 19.20W
CD-RW / 1.20A 0.80A 1 15.60W
软驱 / 0.80A / 1 4.00W
PCI声卡 0.50A 0.50A / 1 4.15W
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