PC ATX12VO (12V only) 标准 - 为什么大家都说它有更高的效率?

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2022-01-02 20:30:39

据我了解,新的仅 12 伏标准将 5V 和 3.3V 电源从 ATX 电源“盒”移至主板。根据PC World(被维基百科引用)、Gamers NexusLinus Tech Tips的说法,新标准通过不生成 5V 和 3.3V 电压轨来“提高效率”。

为什么?

  1. 现代 PC 零件仍然需要这些导轨,例如,SSD 通常使用 1.5V 3.3V 进行主要操作。我们在 USB 设备中使用 5V 为手机充电和为个人饮料冷却器供电。因此,需求不会因为英特尔发布了新标准而消失(很快)。
  2. 降压转换器很便宜。降压转换器控制器芯片很小。 为什么不向 ATX 电源“盒”中添加更多组件并从高需求的 12V 电源轨进行下变频呢?新标准要求在主板上进行转换。不就是一样吗?
  3. 线性稳压器通常出现在 M.2 到 SATA 等廉价适配器上,通过消耗其余 8.7V 作为空间加热器的所有功率来产生 3.3V 电压轨。这些不是更成问题,应该首先消除吗?
  4. 我理解他们声称的一部分是传统上所有的轨道都是直接从主线(110V 或 220V)转换而来的。但是您只需使用一次主电路即可轻松设计多级转换器。

总结一下:我们仍然需要 5V 和 3.3V 电源轨。我们在电源“盒子”或主板上进行。我们可以随时随地使用降压转换器代替线性稳压器。为什么将 5V 和 3.3V 电压轨移到不同的地方——仍然做同样的事情——会提高效率?

3个回答

现代 PC 部件仍然需要这些导轨,例如,SSD 通常使用 5V 进行主要操作。

不,由 M.2 连接的 NVMe SSD 获得 1.5 V 和 3.3 V 轨,

我们在 USB 设备中使用 5V 为手机充电和为个人饮料冷却器供电。因此,需求不会因为英特尔发布了新标准而消失(很快)。

USB 是一个很好的例子,它确实不会改变。

为什么要将 5V 和 3.3V 电源轨移到不同的地方……
为什么不将更多组件放入 ATX 电源“盒子”并从高需求的 12V 电源轨下变频?

因为:如果来自距离您的 ATX 电源大约 40 厘米的电缆,您将无法驱动任何在 5V 时消耗大量电流的东西——电缆中的电压降。您也无法通过电缆驱动任何具有恒定电压的高速电路——寄生电感意味着您根本无法对快速变化的电流消耗做出反应。

因此,您总是需要在接近大负载的情况下进行转换。这就是为什么在 CPU 插槽周围有相当强大的 DC/DC 转换器阵列的原因!

借助靠近负载的转换器,您可以构建许多转换器,这些转换器针对其各个负载的负载曲线进行了优化——因此,平均效率更高——而不是一个必须大规模超尺寸的转换器,后者几乎从未以接近最高效率运行。

线性稳压器通常出现在 M.2 到 SATA 等廉价适配器上,通过消耗其余 8.7V 作为空间加热器的所有功率来产生 3.3V 电压轨。这些不是更成问题,应该首先消除吗?

是的,但这些东西是售后市场的,我还没有看到有人在现代系统中使用其中之一。它们实际上从来都不是问题。“我的汽车用户有时会把锚扔到窗外,这难道不比汽车每行驶 100 公里增加一升油更成问题吗?” 浮现在脑海中......

但是您只需使用一次主电路即可轻松设计多级转换器。

您似乎是转换器设计方面的专家,那么...我会看到很多问题要提高效率。


此外,不要低估当您摆脱一堆您的目标系统可能甚至不需要的导轨时所获得的空闲电流节省。

  • 12V是最常用的高压电源。
    产生单一电压输出可以优化效率。

  • 将较低电压路由到任何距离都需要更重的布线来获得相同的功率,因为​​电压降低 - 或者如果使用相同的布线会导致更高的损耗。I^2R 损耗意味着如果说 100 瓦在 12VDC 下分配,则电线需要 16 x 3V 时的面积才能保持相同的损耗百分比。

  • 电力电子成本的持续下降和开关模式电源频率的提高导致电感器成本降低,这意味着通过使用单个“高压”12V 电源和使用点转换器可以实现最大的成本效益。


对于交流电源比较 -

将此与(在新西兰使用 230 VAC 单相住宅配电)全国范围内的 220 kVAC / 300 kVAC 交流网络和通常为 33 kV、11 kV 和 400 VAC 三相工业和家庭 230 VAC 单相使用的郊区配电进行比较。

简单的 PC 开关电源只需一个变压器即可提供多个输出电压,这意味着只能对一个输出电压进行严格调节:最好是具有最严格调节余量的输出,即 3V3。其他输出电压将不太准确。

此外,每个输出上的 LC 滤波器会妨碍快速瞬态响应,这需要更大的电容器来保持电压稳定。

对更高效率的需求要求同步整流,这增加了复杂性,因为必须为每个输出复制同步整流电路。

所有这一切意味着许多 ATX 电源已经是 12V 电源,在输出端带有一堆降压转换器以产生较低的电压,因为这在总成本和复杂性方面做出了更好的折衷。

将这些降压转换器移到主板上很有意义,因为它消除了电线中的电压降,这在低电压下是个问题。但很重要的一点是,它还消除了导线阻抗。当移除线阻抗时,放置在主板上的降压转换器可以具有更好的输出调节与负载变化,以及更快的瞬态响应,同时在输出上需要更少的总电容。

此外,仅 12V 的线束将更便宜、更小、允许更多气流……

考虑到所有这些因素,将低压转换器放置在主板上应有的位置应该会提高效率,同时降低成本并使其更容易接线和更容易冷却。吨优势。