電源中的+12V/+5V/+3.3V都給哪些硬件供電?

本文主要是關于電源的相關介紹，并著重對電源+12V/+5V/+3.3V的供電進行了詳盡的闡述。

電源

電源是將其它形式的能轉換成電能的裝置。電源自“磁生電”原理，由水力、風力、海潮、水壩水壓差、太陽能等可再生能源，及燒煤炭、油渣等產生電力來源。常見的電源是干電池（直流電）與家用的110V-220V 交流電源。

常見類型

交流穩壓電源

能夠提供一個穩定電壓和頻率的電源稱交流穩定電源。國內多數廠家所做的工作是交流電壓穩定。下面結合市場有的交流穩壓電源簡述其分類特點。

參數調整（諧振）型

這類穩壓電源，穩壓的基本原理是LC串聯諧振，早期出現的磁飽和型穩壓器就屬于這一類。它的優點是結構簡單，無眾多的元器件，可靠性相當高穩壓范圍相當寬，抗干擾和抗過載能力強。缺點是能耗大、噪聲大、笨重且造價高。

在磁飽和原理的基礎上的發育進形成的參數穩壓器和我國50年代已流行的“磁放大器調整型電子交流穩壓器”（即614型）均屬此類原理的交流穩壓器。

自耦（變比）調整型

1、機械調壓型，即以伺服電機帶動炭刷在自耦變壓器的的繞組滑動面上移動，改變Vo對Vi的比值，以實現輸出電壓的調整和穩定。該種穩壓器可以從幾百瓦到幾千瓦。它的特點是結構簡單，造價低，輸出波形失真??；但由于炭刷滑動接點易產生電火花，造成電刷損壞以至燒毀而失效；且電壓調整速度慢。

2、改變抽頭型，將自耦變壓器做成多個固定抽頭，通過繼電器或可控硅（固態繼電器）做為開關器10件，自動改變抽頭位置，從而實現輸出電壓的穩定。

該種型穩壓器優點是電路簡單，穩壓范圍寬（130V-280V），效率高（≥95%），價格低。而缺點是穩壓精度低（±8～10%）工作壽命短，它適用于家庭給空調器供電。

大功率補償型——凈化型穩壓器（含精密型穩壓器）

它用補償環節實現輸出電壓的穩定，易實現微機控制。

它的優點是抗干擾性能好，穩壓精度高（≤±1%）、響應快（40～60ms）、電路簡單、工作可靠。缺點是：帶計算機，程控交換機等非線性負載時有低頻振蕩現象；輸入側電流失真度大，源功率因數較低；輸出電壓對輸入電壓有相移。對抗干擾功能要求較高的單位，在城市里應用為宜，計算機供電時，必須選用計算機總功率的2-3倍左右穩壓器來使用。因具有穩壓、抗干擾，響應速度快、價格適中等優點，所以應用廣泛。

開關型交流穩壓電源

它應用于高頻脈寬調制技術，與一般開關電源的區別是它的輸出量必須是與輸入側同上頻、同相的交流電壓。它的輸出電壓波型有準方波、梯型波、正弦波等，市場上的不間斷電源（UPS）抽掉其中的蓄電源和充電器，就是一臺開關型交流穩壓電源的穩壓性好，控制功能強，易于實現智能化，是非常具有前途的交流穩壓電源。但因其電路復雜，價格較高，所以推廣較慢。

直流穩定電源

直流穩定電源按習慣可分為化學電源，線性穩定電源和開關型穩定電源，它們又分別具有各種不同類型：

化學電源

平常所用的干電池、鉛酸蓄電池、鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池均屬于這一類，各有其優缺點。隨著科學技術的發展，又產生了智能化電池；在充電電池材料方面，美國研制人員發現錳的一種碘化物，用它可以制造出便宜、小巧、放電時間長，多次充電后仍保持性能良好的環保型充電電池。

線性穩定電源

線性穩定電源有一個共同的特點就是它的功率器件調整管工作在線性區，靠調整管之間的電壓降來穩定輸出。由于調整管靜態損耗大，需要安裝一個很大的散熱器給它散熱。而且由于變壓器工作在工頻（50Hz）上，所以重量較大。

該類電源優點是穩定性高，紋波小，可靠性高，易做成多路，輸出連續可調的成品。缺點是體積大、較笨重、效率相對較低。這類穩定電源又有很多種，從輸出性質可分為穩壓電源和穩流電源及集穩壓、穩流于一身的穩壓穩流（雙穩）電源。從輸出值來看可分定點輸出電源、波段開關調整式和電位器連續可調式幾種。從輸出指示上可分指針指示型和數字顯示式型等等。

開關型直流穩壓電源

與線性穩壓電源不同的一類穩電源就是開關型直流穩壓電源，它的電路型式主要有單端反激式，單端正激式、半橋式、推挽式和全橋式。它和線性電源的根本區別在于它變壓器不工作在工頻而是工作在幾十千赫茲到幾兆赫茲。功能管不是工作在飽和就是截止區即開關狀態；開關電源因此而得名。

開關電源的優點是體積小，重量輕，穩定可靠；缺點相對于線性電源來說紋波較大（一般≤1%VO（P-P），好的可做到十幾mV（P-P）或更?。?。它的功率可自幾瓦－幾千瓦均有產品。價位為3元－十幾萬元/瓦，下面就一般習慣分類介紹幾種開關電源：

1、AC/DC電源

該類電源也稱一次電源——AC是交流，DC是直流，它自電網取得能量，經過高壓整流濾波得到一個直流高壓，供DC/DC變換器在輸出端獲得一個或幾個穩定的直流電壓，功率從幾瓦－幾千瓦均有產品，用于不同場合。屬此類產品的規格型號繁多，據用戶需要而定通信電源中的一次電源（AC220輸入，DC48V或24V輸出）也屬此類。

2、DC/DC電源

在通信系統中也稱二次電源，它是由一次電源或直流電池組提供一個直流輸入電壓，經DC/DC變換以后在輸出端獲一個或幾個直流電壓。

3、通信電源

通信電源其實質上就是DC/DC變換器式電源，只是它一般以直流－48V或－24V供電，并用后備電池作DC供電的備份，將DC的供電電壓變換成電路的工作電壓，一般它又分中央供電、分層供電和單板供電三種，以后者可靠性最高。

4、電臺電源

電臺電源輸入AC220V/110V，輸出DC13.8V，功率由所供電臺功率而定，幾安幾百安均有產品。為防止AC電網斷電影響電臺工作，而需要有電池組作為備份，所以此類電源除輸出一個13.8V直流電壓外，還具有對電池充電自動轉換功能。

5、模塊電源

隨著科學技術飛速發展，對電源可靠性、容量/體積比要求越來越高，模塊電源越來越顯示其優越性，它工作頻率高、體積小、可靠性高，便于安裝和組合擴容，所以越來越被廣泛采用。目前，目前國內雖有相應模塊生產，但因生產工藝未能趕上國際水平，故障率較高。

DC/DC模塊電源目前雖然成本較高，但從產品的漫長的應用周期的整體成本來看，特別是因系統故障而導致的高昂的維修成本及商譽損失來看，選用該電源模塊還是合算的，在此還值得一提的是羅氏變換器電路，它的突出優點是電路結構簡單，效率高和輸出電壓、電流的紋波值接近于零。

6、特種電源

高電壓小電流電源、大電流電源、400Hz輸入的AC/DC電源等，可歸于此類，可根據特殊需要選用。開關電源的價位一般在2-8元/瓦特殊小功率和大功率電源價格稍高，可達11-13元/瓦。

電源分類

直流電源

直流電源（DC power）有正、負兩個電極，正極的電位高，負極的電位低，當兩個電極與電路連通后，能夠使電路兩端之間維持恒定的電位差，從而在外電路中形成由正極到負極的電流。 單靠水位高低之差不能維持穩恒的水流，而借助于水泵持續地把水由低處送往高處就能維持一定的水位差而形成穩恒的水流。與此類似，單靠電荷所產生的靜電場不能維持穩恒的電流，而借助于直流電源，就可以利用非靜電作用（簡稱為“非靜電力”）使正電荷由電位較低的負極處經電源內部返回到電位較高的正極處，以維持兩個電極之間的電位差，從而形成穩恒的電流。因此，直流電源是一種能量轉換裝置，它把其他形式的能量轉換為電能供給電路，以維持電流的穩恒流動。

交流電源

交流電源能夠提供一個穩定電壓和頻率的電源稱交流穩定電源。目前國內多數廠家所做的工作是交流電壓穩定。下面結合市場有的交流穩壓電源簡述其分類特點。參數調整（諧振）型這類穩壓電源，穩壓的基本原理是LC串聯諧振，早期出現的磁飽和型穩壓器就屬于這一類。它的優點是：結構簡單，無眾多的元器件，可靠性相當高穩壓范圍相當寬，抗干擾和抗過載能力強。缺點是：能耗大、噪聲大、笨重且造價高。

電源中的+12V/+5V/+3.3V都給哪些硬件供電？

實際上我們PC里面的硬件，對供電電壓的要求是不一樣的，因此PC電源要針對不同的硬件輸出不同的電壓。只是為什么這些電壓對應的輸出功率各有不同呢？具體硬件需要的具體電壓是什么呢？我們相信大部分的玩家看見這兩個問題后都是一臉懵逼。

電源上有5路輸出電壓的規格，但是你知道哪些硬件用到了這些輸出電壓嗎？

現在隨便翻出一個正規的PC電源，我們都可以在銘牌上看到其+12V、+3.3V、+5V、-12V以及+5VSB的輸出規格，這5個電壓同時也是PC主機內部各個硬件所需要使用的供電電壓。不過并不是每一個硬件都會用到這些電壓，實際上它們的需要是各有不同的，因此我們就先來扒一扒關于PC內部主要硬件 即CPU、主板、內存、顯卡、硬盤的供電電壓需求。

主板與內存的供電電壓需求：

首先我們從主板開始，主板在PC中的地位就像是地面上的橋梁，CPU、顯卡、內存等硬件的供電與數據交換都需用經過主板完成的。連接在主板上的接口主要有兩個，一個是CPU專用的供電接口，關于這個接口我們后面再說；另外一個則是24pin的主供電接口，這個也是PC中體積最大的供電接口，主要為搭載在主板上的各種硬件進行供電。

主板上的24pin供電接口就用到了PC電源上全部5種供電電壓，即+12V、+3.3V、+5V、-12V以及+5VSB，另外還有一個-5V，不過這個電壓對應的硬件和接口實際上早已淘汰，因此現在的PC電源已經不再提供-5V供電，在24pin接口中的這一路僅是名義上的存在。

搭載在主板上各種板載芯片主要用到的供電是+5V和+3.3V，而+12V則主要供給PCI-E、PCI插槽以及風扇接口使用，其中PCI-E插槽除了+12V外還會用到+3.3V的供電，PCI插槽則需要用到+12V、-12V以及+5V。內存插槽所用到的供電是+3.3V，不過其額外配置有電壓轉換電路，會把+3.3V轉換為內存的工作電壓如1.5V、1.2V等，再供給內存使用。

USB接口則主要用到+5V供電，因此對于需要連接很多USB設備的玩家來說，+5V供電的輸出功率不能太小。而-12V供電實際上需要用到的機會很小，即使用到也不需要高功率，因為它只是給串口或者PCI接口設備做電平判斷使用，因此PC電源的-12V輸出功率大都不超過10W，甚至更低。

在主板供電需求當中，+5VSB是一個比較特殊的存在。+5VSB也叫做+5V待機，因為這一路在開機狀態下實際上是不需要使用的，反而是關機狀態下才需要使用。+5VSB在電源接上電源線并打上開關后就馬上開始輸出，主要是給主板上的主要芯片提供待機電流，便于快速喚醒和開機使用。另外有部分主板在關機狀態下仍然支持通過USB接口給手機充電，這里也需要用到+5VSB。因此現在不少電源都比較注重+5VSB的輸出電流，一般都不會低于2A。

CPU的供電電壓需求：

安裝在主板上的CPU可以說是一個很特殊的存在，由于其功耗較高，因此為了保證CPU的正常運作，它的供電是獨立出來，并不是從24pin接口取電，而是通過專用的4pin或8pin接口進行供電，所需要的是+12V供電，然后再通過主板上的開關電源電路轉變為CPU的工作電壓。而關于這個開關電源的工作方式，可以參考以前我們寫過的課堂文章《超能課堂（75）：我們的主板和顯卡是如何給CPU和GPU供電的？》

需要注意的是，CPU的供電接口有4pin和8pin兩種，后者擁有更強的供電能力，不過一般來說在8pin接口上使用4pin接口也是可以開機，也能滿足正常使用需求的。不過如果你需要超頻，或者你使用的是高端CPU，而且主板有提供8pin CPU供電接口，我們建議還是買一個帶對應接口的電源換上以保證整機穩定性吧！

現在顯卡的主流接口是PCI-E接口，因此其所需要的供電電壓有兩種，一個+3.3V，另外一個就是+12V。其中+3.3V主要是I/O芯片以及外圍電路的供電，功耗并不高，直接從PCI-E插槽獲取即可；而+12V則需要供給GPU以及顯存使用，可以說是顯卡的主要供電來源，除了從PCI-E插槽上獲取外，中高端產品還需要從外接的6pin或8pin供電接口獲取。

顯卡的外接供電接口主要提供+12V供電，與CPU供電接口類似，8pin接口的供電能力比6pin接口更強，而且絕大部分的顯卡都需要把對應的外接供電接口全部接上后才能正常工作。實際上現在的在PC的硬件功耗組成中，顯卡已經占據了很大的一部分，可以說它和CPU共同占據了整機接近80%的功耗。

機械硬盤與固態硬盤的供電需求：

如今硬盤已經分為了機械硬盤HDD和固態硬盤兩大陣營，雖然它們用到的供電接口都是SATA供電接口，但是它們所需要用到的電壓并不完全相同。3.5英寸機械硬盤所需要用到的電壓是+12V、+5V和+3.3V，其中+12V是供給電機使用，+5V和+3.3V則是主控電路使用，而2.5英寸硬盤則只需要+5V和+3.3V，因為后者的電機功耗比較低，+5V供電就可以滿足了。

不過現在的機械硬盤的主控電路并不一定需要+3.3V的供電，因為它們大都自帶有+5V轉+3.3V的電壓轉換電路，因此即便只有+12V和+5V供電也可以正常工作，必須用到+3.3V的機會其實已經大大減少。

結語

關于電源的相關介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

相關閱讀推薦：電源的“整體分類”及“常見電源”簡單介紹

相關閱讀推薦：電源變壓器的分類、參數及用途介紹