PC电源入门与进阶，从磁放大技术谈电压稳定性

精选评测好文

　　在前几天发布的《全是高端货，年度电源横评名单公布及各品牌产品分析》中，小编谈到目前电源主流的电源产品多为双管正激拓扑+单磁放大结构，中高端电源产品会在输出电路使用双磁放大技术或者DC-DC技术，很多网友表示不了解这方面的知识，在此小编写一篇有关于磁放大输出技术的介绍，简单谈谈磁放大技术对电压稳定性的影响。

什么是“负载调整率”和“电压偏离率”

　　在讲原理之前先引入一个“负载调整率”的概念，为了方便读者理解，我们之前的评测都将其称为“电压跌落率”，是指负载大小变化引起输出值变化的情况，当负载增加，输出下跌，负载减小，输出上升，最高最低输出的差值与额定电压之比就是负载调整率，计算的公式为：负载调整率=（最大输出电压-最小输出电压）/ 额定电压x100%。

　　电压偏离也是考量电源输出质量的一个方面，主要是指每一路电压的输出最大值偏离额定值的程度，计算公式为：电压偏离率=（最大偏离电压-额定电压）/ 额定电压x100%。

　　例如一个电源的12V输出最高值是12.5V，最低值是12.2V，那么这个电源的偏离则为（12.5-12.0）/12*100%=4.167%，负载调整率为（12.5-12.2）/12*100%=2.5%。

　　Intel ATX12V 2.3.1和EPS2.92电源设计规范规定-12V电压范围的上限为±10%，+12V、5V、3.3V和5Vsb的上限则是±5%。那相比起来最小的一路输出电压3.3V的控制就更有难度。

“单路磁放大”和“双路磁放大”的定义

　　电源的12V、5V和3.3V三组输出常用的方案有单路磁放大、双路磁放大或者双路DC-DC。

　　由于3.3V电压的控制要求更高，所以在变压器副边和肖特基整流管之间加了一个磁放大器，磁放大器就相当于一个可以控制占空比的开关，可以对输出电压进行更精准的控制。单路磁放大指的是3.3V使用磁放大器进行独立稳压，12V和5V两路电压联合取样，由主PWM进行稳压的方案；双路磁放大则是指3.3V、5V都分别使用磁放大器进行独立稳压的方案，优势是三组输出互不干扰。

“单路磁放大”和“双路磁放大”的区分

常见的单路磁放大设计

　　正激电源的主变压器副边通常是一个绕组引出三个头，一个给12V，一个给5V，剩下一个则是GND。如果是单路磁放大的设计，则是像上图一样在主变压器副边有一个包裹了热缩套的磁放大电感，在输出电容旁边有一大一小两个输出储能电感，大电感为12V和5V储能使用，小电感为3.3V储能使用。

　　读过上一篇市场分析文章的读者都知道目前市场上仅存的双路磁放大设计的电源相当少，Antec的Neo Power以及海盗船的VX/HX双磁放大产品可能由于成本过高已经退出市场，目前的双路磁放大仅在长城的高端产品、振华的战蝶系列、先马的省电王和黑魅等产品上看到。这里再把此前测试过的先马省电王600拿出来分析。

先马省电王600电源内部总览

可以看到在主变压器的一边有两个磁放大电感

三个储能电感分别是12V、5V和3.3V使用

　　从外观上来看，双路磁放大电源比单路磁放大电源多了一个磁放大电感、一个储能电感，事实上双路磁放大设计还多一套晶体管控制电路。从成本上看，一个磁放大电感、一个储能电感就要多出不少成本（要知道电感部分只能是手工绕制）。

“单路磁放大”和“双路磁放大”的性能差异

　　既然多出不少成本，那双路磁放大和单路磁放大的性能差异又在哪里呢？小编通过实际的交叉负载测试来说明问题。

　　交叉负载测试项目按照Intel ATX12V 2.3和SSI EPS12V 2.92电源设计指导的要求，制定出500W/600W电源的交叉负载图表。我们只选择设计指导规范中比较有实际意义的4个测试点，分别是交叉负载框里的左下、左上、右上和右下角四个点，代表着电源负载的4种典型情况。

　　这四个点的意义分别为：

　　左下角（A点）：整机最小负载；　　左上角（B点）：辅路（5V/3.3V）最大负载、12V最小负载；　　右上角（C点）：辅路最大负载、整机满载；　　右下角（D点）：12V最大负载、辅路最小负载；

　　测试点的X坐标表示总的+12V的输出功率，Y坐标表示+5V和+3.3V的输出功率之和。

　　交叉负载的测试的评判标准主要是考量电压的偏离程度，与负载调整率一致，除了-12V偏离率最大允许值在10%，其他各路最大偏离率允许值都为5%。

交叉负载电压表现

500W单磁电源的交叉负载表现

600W双磁电源的交叉负载表现

　　测试的电源是一款500W的单路磁放大设计和一款600W的双路磁放大电源（先马省电王600）。

　　可以看到在B点，也就是5V/3.3V最大负载、+12V最小负载时，单路磁放大的电源由于5V和3.3V承受了最大负载，这两路的电压跌落严重，几乎是这四个点中的最低值。5V和+12V使用了联合稳压，这两路的调节和反馈是一致的，抬高5V的同时+12V也同时受到关联，偏离额定电压4.94%，几乎就要超过上限值。

　　在D点，+12V输出加了最大的负载，5V/3.3V加了最小负载。在这种情况下，+12V的电压跌落到11.877V，5V则受反馈影响提升到5.258V，已经偏离额定电压5.16%，超出了上限值。

　　反过来看双路磁放大电源的情况，省电王600W三组输出都是独立稳压，不存在输出电压值互相牵扯的情况。另外一点，先马还在电源的24Pin接口上设计了非常少见的5组电压远端反馈线，这5组反馈线可以根据远端电压值的偏离情况对电压进行调整，在测试中应该对输出稳定性有很大的帮助。

红线为+5V、黑线为GND、橙线为+3.3V

紫线为5Vsb、黄线为+12V

　　按照实际的稳压效果来说，性能的排序是DC-DC>双路磁放大>单路磁放大，但受成本限制，很多厂商已经直接从单路磁放大的产品线直接跳到DC-DC的高端产品上，但使用DC-DC的高端产品价格普遍较高，如果用户对电压的稳定性有较高的要求，例如使用了多个硬盘和大功率的显卡，并且投入的电源上的预算并不高，那么选择一款双路磁放大输出的电源就要比买一个单路磁放大的大瓦数电源要好一些。

　　在下一篇文章我们将继续讲解有关DC-DC输出技术的知识，紧接着还有年度电源评测，对这方面感兴趣的网友可以留意我们的电源频道，有疑问的网友可以在文章后面回复评论或者与小编的微博联系。

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