電腦電源初探

　　摘要：電腦電源是電腦的核心部件之一，其它硬件的工作基本上都有賴于它，所以電源在一部電腦中的狀態(tài)對于整機至關(guān)重要，電源的輕微故障導(dǎo)致的問題對于整機而言是全局性的?；诖?，對于電腦電源的認識尤為重要，在今天電腦已經(jīng)滲透到我們工作生活的各個方面，對于經(jīng)常遇到的問題有一些了解，對于工作和生活是不無裨意的，從以下幾個方面入手會使你在電腦的使用中受益。
　　關(guān)鍵詞：電腦；電源
　　中圖分類號：TP306文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2012)03-0689-02
　　 1功率
　　電腦選購時，我們會有一個整體的考量，在相關(guān)硬件確定后，可以從整體功耗上進一步考查，然后再確定所需電源，具體來說指的是功率，所以電源的選擇是最后一個選定的硬件。此時存在兩種情況：1電源功率小于整機所需功率；電腦就會出現(xiàn)供電不足，不能正常的工作。比如說輕微的供電不足可能造成一次性無法開機，是因為CPU的供電的電容根本無法完成一次性充滿電，需要開機數(shù)十秒后按一次重啟才能開機，這是最最輕微的。嚴重一點的供電不足或者不穩(wěn)定可能會出現(xiàn)用光驅(qū)一讀盤就死機重啟，硬盤偶爾發(fā)出聲音，沒過多久硬盤就損壞了；運行的時候經(jīng)常黑屏或者藍屏，等等都是供電不穩(wěn)的情況。2電源功率大于整機所需功率，此時對整機工作不影響，主要從經(jīng)濟上考量不經(jīng)濟、不環(huán)保。當(dāng)然選購時從以后升級或超頻這方面考量，還要相當(dāng)?shù)母挥诹繛楹?；但隨著電子技術(shù)的發(fā)展，硬件的更新?lián)Q代很快，升級的問題可以不予考慮，超頻相對于一般人對于穩(wěn)定性的要求和技術(shù)上的問題而言也可不予考慮。其次我們要看看是電源的峰值功率，額定功率。峰值功率可簡單理解為電源所能達到的瞬時最大功率，此時的功率是理論上的一個值。相對于額定功率而言，意味著超負荷工作；如果長期處于超負荷的情況下，產(chǎn)生的問題首先是對電源本身的壽命的影響，其次可能間接造成其它硬件意外損壞。對于大部分用戶而言可以做簡要了解即可。額定功率可理解為可長時間正常工作的功率，此時電源的各項指標均發(fā)揮到最好，而且整機性能更為穩(wěn)定。
　　 2電源的檢查維護及相關(guān)電壓參數(shù)
　　怎樣測試電腦電源好壞？把電源從主機上取下來，接電源線，在插主板上面的20P（24P）插頭上面找到綠色線（PS-ON），再隨便找一個黑色線（GND），用一根導(dǎo)線插到這兩個插孔里面，就可以啟動電源了，如果電源風(fēng)扇不動，或是轉(zhuǎn)一下后又不動了，都表示電源壞。再有，如果風(fēng)扇轉(zhuǎn)速正常，也要檢查20P（24P）插頭是否能夠與主板接觸良好。
　　作為個人電腦動力之源的電源，也隨著個人電腦的進步而發(fā)生變化。從以前100W的AT電源發(fā)展到今天450W乃至更高的ATX電源，不但功率在連續(xù)攀升，輸出電流也在不斷增大，＋5V的輸出電流已經(jīng)超過30安培。自從1998年1月公布了ATX2.01電源標準后，以后生產(chǎn)的電源都兼容這個標準，只不過各路電壓的輸出電流在不斷增加。我們使用的ATX開關(guān)電源，輸出的電壓有＋12V、－12V、＋5V、－5V、＋3.3V等幾種不同的電壓。在正常情況下，上述幾種電壓的輸出變化范圍允許誤差一般在5%之內(nèi)，如下表所示，不能有太大范圍的波動，否則容易出現(xiàn)死機的數(shù)據(jù)丟失的情況。
　　如果這些電壓出現(xiàn)偏低或偏高時會出現(xiàn)什么樣的情況呢？
　　1）＋12V。+12V一般為硬盤、光驅(qū)、軟驅(qū)的主軸電機和尋道電機提供電源，及為ISA插槽提供工作電壓和串口等電路邏輯信號電平。如果+12V的電壓輸出不正常時，常會造成硬盤、光驅(qū)、軟驅(qū)的讀盤性能不穩(wěn)定。當(dāng)電壓偏低時，表現(xiàn)為光驅(qū)挑盤嚴重，硬盤的邏輯壞道增加，經(jīng)常出現(xiàn)壞道，系統(tǒng)容易死機，無法正常使用。偏高時，光驅(qū)的轉(zhuǎn)速過高，容易出現(xiàn)失控現(xiàn)象，較易出現(xiàn)炸盤現(xiàn)象，硬盤表現(xiàn)為失速、飛轉(zhuǎn)。
　　2）－12V。-12V的電壓是為串口提供邏輯判斷電平，需要電流較小，一般在1安培以下，即使電壓偏差較大，也不會造成故障，因為邏輯電平的0電平為-3到-15V，有很寬的范圍。
　　3）＋5V。＋5V電源是提供給CPU和PCI、AGP、ISA等集成電路的工作電壓，是計算機主要的工作電源。它的電源質(zhì)量的好壞，直接關(guān)系著計算機的系統(tǒng)穩(wěn)定性。多數(shù)AMD的CPU其＋5V的輸出電流都大于18A，最新的P4CPU其提供的電流至少要20A。另外AMD和P4的機器所需要的＋5VSB的供電電流至少要720MA或更多，其中P4系統(tǒng)電腦需要的電源功率最少為230W。
　　如果沒有足夠大的+5V電壓提供，表現(xiàn)為CPU工作速度變慢，經(jīng)常出現(xiàn)藍屏，屏幕圖像停頓等，計算機的工作變得非常不穩(wěn)定或不可靠。
　　4）－5V。-5V也是為邏輯電路提供判斷電平的，需要的電流很小，一般不會影響系統(tǒng)正常工作，出現(xiàn)故障機率很小。
　　5）＋3.3V。這是ATX電源專門設(shè)置的，為內(nèi)存提供電源。該電壓要求嚴格，輸出穩(wěn)定，紋波系數(shù)要小，輸出電流大，要20安培以上。大多數(shù)主板在使用SDRAM內(nèi)存時，為了降低成本都直接把該電源輸出到內(nèi)存槽。一些中高檔次的主板為了安全都采用大功率場管控制內(nèi)存的電源供應(yīng)，不過也會因為內(nèi)存插反而把這個管子燒毀。如果主板使用的是+2.5V DDR內(nèi)存，主板上都安裝了電壓變換電路。如果該路電壓過低，表現(xiàn)為容易死機或經(jīng)常報內(nèi)存錯誤，或WIN98系統(tǒng)提示注冊表錯誤，或無法正常安裝操作系統(tǒng)。
　　6）＋5VSB（+5V待機電源）。ATX電源通過PIN9向主板提供＋5V 720MA的電源，這個電源為WOL(Wake-up On Lan)和開機電路，USB接口等電路提供電源。如果你不使用網(wǎng)絡(luò)喚醒等功能時，請將此類功能關(guān)閉，跳線去除，可以避免這些設(shè)備從+5VSB供電端分取電流。
　　7）P－ON（電源開關(guān)端）。P-ON端（PIN14腳）為電源開關(guān)控制端，該端口通過判斷該端口的電平信號來控制開關(guān)電源的主電源的工作狀態(tài)。當(dāng)該端口的信號電平大于1.8V時，主電源為關(guān)；如果信號電平為低于1.8V時，主電源為開。因此在單獨為開關(guān)電源加電的情況下，可以使用萬用表測試該腳的輸出信號電平，一般為4V左右。因為該腳輸出的電壓為信號電平，開關(guān)電源內(nèi)部有限流電阻，輸出電流也在幾個毫安之內(nèi)，因此我們可以直接使用短導(dǎo)線或打開的回形針直接短路PIN14與PIN15(即地，還有3、5、7、13、15、16、17針），就可以讓開關(guān)電源開始工作。此時我們就可以在脫機的情況下，使用萬用表測試開關(guān)電源的輸出電壓是否正常。
　　有時候雖然我們使用萬用表測試的電源輸出電壓是正確的，但是當(dāng)電源連接在系統(tǒng)上時仍然不能工作，這種情況主要是電源不能提供足夠多的電流。典型的表現(xiàn)為系統(tǒng)無規(guī)律的重啟或關(guān)機。所以對于這種情況我們只有更換功率更大的電源。
　　8）P－OK（電源好信號）。一般情況下，灰色線P-OK的輸出如果在2V以上，那么這個電源就可以正常使用；如果P-OK的輸出在1V以下時，這個電源將不能保證系統(tǒng)的正常工作，必須被更換。
　　9）220VAC（市電輸入）。一般我們大家都不關(guān)心計算機使用的市電供應(yīng)，可是這是計算機工作所必須的，也是大家經(jīng)常忽略的。在安裝計算機時，我們必須使用有良好接地裝置的220V市電插座，變化范圍應(yīng)該在10%之內(nèi)。如果市電的變化范圍太大時，我們最好使用100-260V之間寬范圍的開關(guān)電源，或者使用在線式的UPS電源。我們不要使用工業(yè)設(shè)備上使用的穩(wěn)壓電源，因為這些穩(wěn)壓電源是為電機等用電器設(shè)計的，它們使用繼電器或電機來調(diào)整變換輸出電壓，當(dāng)市電變化較頻繁時，其輸出電壓會經(jīng)常落后于市電變化，造成輸出電壓過高而燒毀開關(guān)電源或主機。再有就是計算機與電源插座的連接必須牢靠，避免因為市電供應(yīng)不穩(wěn)而造成主機意外的重啟。特別是在夏季使用空調(diào)的人多，在空調(diào)啟動時容易造成此時進戶線處的電壓過低，有時會低于160V，這時就會造成主機自動重啟。不過，如果仔細觀察就會發(fā)現(xiàn)，解決方法是加接UPS電源。
　　 3電源相關(guān)的幾個重要問題
　　1）開關(guān)電路的原理。開關(guān)電路的原理是由開關(guān)管和PWM（Pulse Width Modulation）控制芯片構(gòu)成振蕩電路。將高壓整流濾波電路產(chǎn)生的高壓直流電變成高頻脈沖直流電，送到主變壓器降壓，變成低頻脈沖直流電。
　　2）PFC原理。PFC（Power Factor Correction）翻譯成中文就是"功率因素校正"，主要用來表征電子產(chǎn)品對電能的利用效率。功率因數(shù)越高，說明電能的利用效率越高。通過CCC認證的電腦電源，都必須具備PFC電路。位置在第二層濾波之后，全橋整流電路之前。PFC有兩種，一種是有源PFC（也稱主動式PFC），一種是無源PFC（也稱被動式PFC）。主動式PFC的輸入電壓可以從90V到270V；高于0.99的線路功率因數(shù)，并具有低損耗和高可靠等優(yōu)點；IC的PFC還可用作輔助電源，因此在使用有源PFC電路中，往往不需要待機變壓器；輸出不隨輸入電壓波動變化，因此可獲得高度穩(wěn)定的輸出電壓；有源PFC輸出DC電壓紋波很小，且呈100Hz/ 120Hz（工頻2倍）的正弦波，因此采用有源PFC的電源不需要采用很大容量的濾波電容。被動式PFC一般采用電感補償方法使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小來提高功率因數(shù)，但無源PFC的功率因數(shù)不是很高，只能達到0.7~0.8；有源PFC由電感電容及電子元器件組成，體積小，可以達到很高的功率因數(shù)，但成本要高出無源PFC一些。
　　3）.EMI電路。濾除外界電網(wǎng)的高頻脈沖對電源的干擾，同時還有減少開關(guān)電源本身對外界的電磁干擾。實際上它是利電感和電容的特性，使頻率為50Hz左右的交流電可以順利通過濾波器，而高于50Hz以上的高頻干擾雜波將被濾波器濾除。EMI也是CCC認證一個重要內(nèi)容。
　　4）輔助電路。用于實現(xiàn)計算機的軟件開、關(guān)機等功能。300V直流電通過輔助電源開關(guān)管成為脈沖電流，通過輔助電源變壓器輸出二組交流電壓，一路經(jīng)整流、三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，輸出+5VSB，加到主板上作為待機電壓；另一路經(jīng)整流濾波，輸出輔助20V電源，供給PWM等芯片工作。
　　5）電源溫控風(fēng)扇的原理。溫控電路主要是通過在風(fēng)扇電路上串聯(lián)熱敏電阻實現(xiàn)的。當(dāng)電源開始工作時，風(fēng)扇供電電壓為7V。隨著電源內(nèi)溫度升高，熱敏電阻阻值逐步減小，于是風(fēng)扇的電壓逐漸增加，風(fēng)扇轉(zhuǎn)速也提高。這樣就可以保持機殼內(nèi)溫度保持一個較低的水平。在負載很輕的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)靜音效果。負載很大時，能保證散熱。
　　參考文獻：
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