不同电压，各有用途

　　我们看到，电源最后的输出是有多组不同的直流电压值的，那么为什么需要安排这样多的电压呢？一个不够么？采用这样设计的原因就是由于电脑内部的各个用电器所需要的电压是不同的，如果仅仅给一个电压是无法满足需求的。电脑的部件需要怎样的电源供应呢？答案就是一组稳定的电压，所谓一组，就是指电源所提供的六个输出电压，这六个电压值通常是标识在电源的铭牌上的，也就是+12V、+5V、+3.3V、-5V、-12V和+5VSB。

　　这六组电压通常用在电脑的不同部分：

　　+12V(黄色)：主要应用在耗电量比较大的设备上，特别是一些有机械动作的设备，比如，风扇，各种驱动器，甚至目前很多高端的显示卡上都需要。

　　+5V(红色)：+5V可以说通常是伴随着+12V的输出而出现的，它们最常见的就是大4P的接口了，+5V的电压通常用在比较普通的部分，即没有机械动作并且集成度也不是特别高的芯片上。

　　+3.3V(橙色)：这个电压不供给任何单独的外接设备，而是直接接在主板上，通常负责给一些芯片或者内存供电，很多集成度相当高的芯片用的低电压就是由+3.3V再降低得来的。

　　-5V(白色)：这个电压直接供应主板。本来-5V的电压是给ISA插槽使用的，但是随着ISA插槽的淘汰，-5V电压已经早就用不上了。ATX12V 1.3版的规范中已经正式取消了这个电压的供给，所以一些较为新型的电源就根本没有这个电压的输出，因此这样的设计也不像一些媒体所宣传的是某个厂商的特殊设计。

　　-12V(蓝色)：这个电压供给主板。具体作用不详。

　　+5VSB(Stand By，白色)：这个电压供应给主板，是一个待机电压，也就是电源没有启动的时候输出到主板的，用来负责网络启动、键盘启动和软启动等。

　　这仅仅是一个大致的分配。随着电脑技术的发展，各个部分用电的情况也在发生着变化，其中最大的一个特点就是CPU的耗电量以及显示卡的功耗的增加，在主板以及显卡上增加了新的电源接口，其中主板上增加的12V电源已经被写进了ATX电源的规范中。主板采用将12V引入的方案主要是因为相对较高的电压有助于减少线损，而且可以更方便的用于其他需要高电压的设备。

　　在这六个电压中，每个电压所能提供的功率也是不同的。如果我们注意观察就会发现，一台电源的绝大部分功率都是由前三个电压提供的，也就是+12V、+5V和+3.3V，而后三个电压由于并没有接到大功耗的设备上，所以它们的功率最高不过20W，属于功率考量中次要的因素。

　　我们已经知道，每种不同的电压都会有不同的用处，最明显的就是+12V、+5V和+3.3V。我们已经提到了，+12V通常用在有机械动作的部件上，而后面两个较低的电压通常用在芯片这样的低电压高电流的设备上，这其中是什么原因呢？其实，学过高中物理的朋友只要仔细想想就明白了。

　　首先我们来看看+12V使用最多的部件，也就是各种有机械动作的部件，包括各种驱动器以及风扇。从能量转换的意义上来想电脑中有机械运动的部件，无论风扇还是驱动器，它们的马达都是把电源供给的电能转换成了动能，如果再深入一层，其实这些动能的来源全都来自马达内部线圈磁场变化的驱动，也就是说电脑里所有有机械动作的设备都是由电能驱动磁场变化的。

硬盘的盘片和磁头臂都是有机械运动的部件

　　我们知道，每一个线圈，无论是磁头臂上的也好，还是风扇中电机的线圈也好，它们都是有一定的电阻的，而且这些电阻是定值，不会改变，而初中物理中我们就学过焦耳定律，电热功率＝电流的平方×电阻，电阻的存在会将电能转化成热能白白消耗。为了获得足够的磁场强度来驱动设备，就需要让线圈能有更好的转换效率，让尽可能多的电能转换成磁场，而热能的产生尽量的少，这不光是为了节能，更重要的是保证线圈不被烧毁。

　　由此可见，对于电脑中所有存在机械运动的部件来说，获得的电能一部分被转换成磁场完成动作，另一部分则被电阻转换成了无用而且有害的热能。我们当然希望转换成磁场的“有效”电能尽可能多而转换成热能的“有害”电能尽量少，这就需要将线圈中的电流控制在较小的范围，在电阻一定的情况下，唯一的方法就是提高线圈上的电压，提高电压就能保证较小的电流也能让足够多的电能转换为磁场，这就是为什么一般风扇上标注的电流值都很小，也就是为什么凡是有机械动作的部件都需要电脑里最高的+12V电压来驱动。

　　讲到这里，我们就不能不谈到与之相反的另一个极端，也是电脑里的用电大户，甚至可以称为电脑里最耗电的部件——以CPU和GPU为代表的各种芯片，这些芯片的耗电量之巨甚至达到了100W以上，尤其是CPU和GPU，都必须加装散热片再配合风扇才能保证散热效果，但是这些芯片上加的电压却很低，这又是为什么呢？

　　其实从电学角度来看，这些集成电路的能量转换非常简单，就是把电能转换为热能，为什么在芯片上使用的是很低的电压而却是很高的电流呢？这是因为随着工艺的增加，芯片内部的连线不但原来越细，而且连线间的距离也越来越小，过高的电压容易导致击穿，造成芯片的损坏，而同时为了获得更加清晰的信号，就必须保证有足够多的电子来传递信息，因此增大电流成为必然的选择，这就造成了芯片上出现高电流低电压的情况。

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