ATX12V电源设计指南版本：1.3版本历史目录1、简介2、可用文档3、电气3.1 交流输入3.2 直流输出3.3 时序3.4 输出保护4、机械4.1 标签/标识4.2 物理尺寸4.3 气流/风扇4.5 AC连接器4.6 DC连接器5、环境5.1 温度5.2 震动5.3 湿度5.4 高度5.5 机械冲击5.6 随机震动5.7 声学6、电磁兼容性6.1 辐射6.2 抗扰性6.3 输入先行电流谐波和线性闪变6.4 对地磁漏7、可用性8、安全8.1 北美8.2 国际8.3 禁止物质1、介绍1.1适用范围这份文档对符合《A TX2.03主板和机箱规范》的家用电源提供设计建议和参考规范。
文档包括了在ATX规范中没有清晰地说明的细节的辅助信息，比如电源的物理尺寸、散热需求、连接器配置、相关电气和信号时序规范。
这份文档仅仅是提供便利，而没有打算取代用户的独立设计和有效活动。
并没有暗示所有的ATX12V 电源都必须完全符合文档的内容。
在此，设计的具体描述不可能支持所有可能的系统配置。
系统电源需求大量依赖于各种应用因素（比如桌面电脑、工作站或者服务器），使用环境（如温度、线形电压）以及主板需要。
1.2ATX12V与ATX电源的比较这部分简要地说明了这份文档目前定义的ATX电源主要的变化。
即通过12V电压调整器为CPU供电，而不再由主电源的5V提供。
12.1 版本1.3的主要变化增加了+12V的输出能力。
使用+12V的系统组件的功耗不断增加。
A TX12V电源设计应该增加+12V直流输出以满足这些变化。
●最小转换效率：最小可测转换效率和满载效率已经增加到70%。
效率指导中增加了50%和20%负载。
●取消-5V输出：电源指南取消了-5V输出。
这个历史遗留的电压被用来支持ISA扩展卡。
ISA卡在大多数工业应用中已经不再采用，但客户应用可能依然存在，参考版本1.2中-5V的建议。
2、应用文档下面的文档作为设计指导的参考材料。
3、电气除非特别说明，下面的电气要求必须满足第五部分的环境要求。
3.1. AC 输入表一列出了持续操作时输入电压和频率需要。
电源输入电压应该支持两种电压输入，包括100-127V AC和200-240V AC。
可以通过手动或者自动调节来选择正确的电压范围。
电源应该自动适应AC电压压降。
电源应该在90V AC电压下，满载时依然正常启动。
表1 交流输入范围+3.1.1 输入过流保护电源应该为过流保护设置主保险丝熔断电路以保护电源，满足安全需要。
采用slow-blow型保险丝（注：在开机前的很小时间段，能经受最大为额定电流10倍的电流冲击的保险丝）或者其等效型号以防止产生nuisance trips（对于丹麦和瑞士国际安全要求，如果内部过流保护设备的电流丹麦大于8A，瑞士大于10A，电源必须通过EN 96950国际安全测试，采用最大16A的过流保护支电路，此16A的过流保护器在电源非正常工作测试时不能打开）。
3.1.2. 输入浪涌电流限制（inrush current）开机时最大浪涌电流（在AC正弦任意点开机）包括并不限于三相电路，应该限制在AC开关、整流桥、保险丝、EMI 滤波器件能承受的浪涌水平。
反复开关环路，AC输入电压不应损坏电源或者导致保险丝烧断。
（注：电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。
由于输入滤波电容迅速充电，所以该峰值电流远远大于稳态输入电流。
）3.1.3. 输入欠压当输入电压低于表1中最小规定时，电源应当通过保护电路避免电源损坏。
3.1.4. 调整在世界任何地方销售前，系统和电源两者必须通过测试每一个EN 55024规范中所描述的限制和方法。
额外的要求可能依赖于设计、产品最终应用、地理区域和其他相异点。
请咨询公司产品安全和调整部门以获得更多细节。
3.1.5. 重大事故保护部件故障发生，电源不能出现下面的任何现象：●火焰●冒烟●电路板烧焦●电路板导线熔断●刺耳的噪音●烧熔的物质泄露3.2. 直流输出3.2.1. 直流电压调整当输出端所有负载值在下面负载、环境等状况下时，直流输出电压应该保持在如表2所示的合理范围内。
在任何稳定状态温度和第5部分操作环境下持续工作时，应当保持在电压调整限制。
表2 直流输出电压范围3.2.2. 远程感应+3.3VDC输出应当提供远程感应以补偿电压下降。
默认感应应该连接到主电源接口的11针。
电源通过远程感应连接保持直流补偿电压应该不超过10毫安电流。
3.2.3. 典型电源分配直流输出电源需求和分配对具体的系统和应用而不同。
主要依赖包括处理器数量和类型、内存、扩展槽、外围设备以及对高级图形卡的支持和其他因素。
设计者的最终责任取决于与给定目标产品和市场。
表3至表5和图1至图3提供了电源分配以及交叉负载图的例子。
这并不是指所有的电源必须符合这个表格，也不是所有的电源在任何系统配置中都必须满足表中的信息。
注：3.3V与5V联合输出不超过110W峰值电流持续时间最大17秒，并且每分钟不超过一次。
图1 200W配置的交叉负载注：3.3V与5V联合输出不超过140W峰值电流持续时间最大17秒，并且每分钟不超过一次。
图2 250W配置的交叉负载注：3.3V与5V联合输出不超过195W峰值电流持续时间最大17秒，并且每分钟不超过一次。
图1 300W配置的交叉负载3.2.4. 输出限制/危险输出水平在正常或者过载条件下，任何条件下都不能有某路输出持续提供240V A电能，包括短路，参考UL 1950/CSA 950/EN 60950/IEC 950。
3.2.5. 效率3.2.5.1. 综述电源在满载情况下应当达到70%的效率，典型负载情况下应当达到60%的效率，轻载情况下应当达到50%的效率。
电源效率测试应当在正常电压条件下（115V AC或230V AC）、表6和表7负载条件下以及第5部分规定的温度和操作条件下进行。
表7中所示的测试效率的负载条件代表一个满载，一个50%负载和一个20%负载。
表表3.2.5.2. 能源之星电源的“能源之星”效率需求依赖系统配置。
在低电源/睡眠状态（S1或S3）下，系统应当确保电源与表8中一致。
表8 能源之星输入电力消耗注：为了有助于满足“能源之星”的系统要求，推荐在待机模式下有超过50%的效率。
3.2.5.3. 其他低耗系统需求为了电源的低耗待机设计下面提供了一些通行的指导。
需求将会随地理区域以及最终用户的不同而不同。
为了满足“蓝色天使（Blue Angel）”、RAL-UZ、美国总统执行法案13221、未来的EPA，以及其他低耗系统需求，+5VSB 待机电源应当尽可能提高效率。
待机效率在最小100毫安负载下，应当超过50%。
3.2.6. 输出纹波/杂讯在3.2.3部分负载范围和3.1部分电压条件下，输出纹波/杂讯要求应当满足表9要求。
纹波/杂讯是一种周期性或者随机超过10Hz到20MHz频宽的信号。
测试时应该采用20MHz频段的示波器。
输出端并联一个0.1uF的钽电容和一个10uF的电解电容模拟系统负载。
见图4。
表93.2.7. 瞬间反应特性表10概述了每路预期输出瞬间反应步长。
瞬间负载回转速度（运算放大器可能改变的最大速率）为1.0A/us。
表10.直流输出瞬间反应例如，+5V额定输出为18A，瞬间反应步长为30%×18A=5.4A注：如果总线的一端要发送信号，那么发送信号的一端会改变电压的状态，从低电压切换到高电压（或者高电压切换到低电压）。
而电压改变的大小和时间的比值称为“回转速度”（Slew Rate），回转速度越快，信号的信号处理也就越及时输出电压应该保持在3.2.1部分限制的范围内，在从任何稳定负载向表10中的状况改变时，电源应该保持稳定。
●+12V、+5V、+3.3V输出同步负载步长（所有步长发生在同一方向）●负载变化重复率50Hz至10KHz●直流输入范围符合3.1部分●容性负载符合表113.2.8. 容性负载当在下面的电容同时加到电源直流输出端时，电源应能开机和正常工作。
容性负载通常被用于检查电源稳定性，但杂讯测试中不应使用。
3.2.9. 闭合环路稳定性电源应当在所有负载条件下，包括电容性负载时无条件保持稳定。
在最大和最小负载中，推荐45度相位失真和10dB 增益余量。
3.2.10 +5VDC和+3.3VDC 供电顺序（Power Sequencing）在开机和正常工作时，+12V和+5V输出级别必须等于或者大于+3.3V。
+12V或+5V输出达到其最小非调整水平与+3.3V 输出达到其最小非调整水平的时间应该小于20毫秒。
3.2.11. 电压保持时间当电压输入突然中断时，电源必须保持3.2.1部分中定义的稳定输出。
最大保持不小于17毫秒。
3.3. 时序/控制3.3.1. PWR_OKPWR_OK是一个“POWER GOOD”信号。
如果电源判断PWR_ON为高，则表示+12V、+5V、+3.3V输出电压在3.2.1中定义的电压范围，变压器则要储存足够的电能来保证电源的持续工作，具体的保持时间至少应该符合规范3.2.11定义的“电压保持时间”。
相反，当电源判断PWR_OK处在待机状态时，+12V、+5V、+3.3V输出电压降到3.2.1中定义的电压范围以下，或者主电源被关断足够长的时间，即超过关机警告时间。
PWR-ON的电气和时序特征如表12和图5所示。
表12 PWR-ON信号特征3.3.2. PS_ON#PS_ON#是一个与TTL（Transistor-Transistor Logic 晶体管-晶体管逻辑电路）兼容的低活跃信号，允许主板通过软件开关机、网络唤醒、MODEM唤醒等远程控制电源。
当PS_ON#使TTL为低电平，电源应当打开五路主要直流输出，当PS-ON#使TTL为高电平或者开路，直流输出不能提供电流而被挂起，对地电位为零。
PS_ON#不影响+5VSB输出，只要有交流输出，+5VSB总是保持可用状态。
表13列出了PS_ON#信号特征。
电源应为TTL高电平提供一个内部pull-up。
电源也应对PS_ON#提供反弹消除电路（de-bounce circuitry），以防止当物理开关被激活时，开机开/关震荡。
直流输出enable端电路必须适应安全特低压（SELV）。
（注：机械式开关当其接点由一位置转至另一位置时，均会由于其接点的跳动而形成一些电路上的噪声，因为开关实际上是经过接合、分离、再接合、再分离，如此反复数次之后，才达到最后稳定静止的状态。
这段不稳定的时间称为开关的setting time。
而在这个过程中，所产生的一系列「开--关--开--关....」的情形就是所谓的「开关反弹」现象。
若是将机械式的开关直接接至逻辑电路上，由于逻辑组件的工作比机械组件快很多，机械开关反弹所产生的噪声往往会被视为输入讯号的改变，进而产生错误的结果。
