PC電源銘牌及內(nèi)部功能全解.doc

PC電源銘牌及內(nèi)部功能全解前言經(jīng)常聽到朋友或者身邊的人說近期有裝機(jī)的打算，要裝機(jī)自然離不開電腦硬件的選購(gòu)。當(dāng)然，他們談?wù)摰米疃嗪突ㄗ疃嗑Φ囊廊皇荂PU、主板、顯卡等三大件和板卡類配件。多關(guān)注和多研究這些硬件自然是無可厚非，但是我們?cè)陉P(guān)注和研究這些的同時(shí)，也應(yīng)該花點(diǎn)時(shí)間在電源等外設(shè)方面的研究，畢竟電源作為整個(gè)電腦的心臟，承擔(dān)著為電腦輸送血液的功能，而且電源輸出的穩(wěn)定性也直接關(guān)系到電腦的穩(wěn)定性以及電腦硬件的使用壽命。長(zhǎng)期以來，由于很多人的不重視和不關(guān)注，與電腦電源有關(guān)的知識(shí)普及的也比較慢。鑒于此，今天我們PConline評(píng)測(cè)室就和眾多的電源菜鳥們一起來沖沖電，補(bǔ)充補(bǔ)充電源方面的知識(shí)。首先，我們?cè)谶x購(gòu)電源時(shí)一般都會(huì)查看電源銘牌和電源的內(nèi)部做工，因?yàn)殡娫淬懪粕弦话愣紩?huì)標(biāo)注有該款電源的基本參數(shù)以及所符合的認(rèn)證證書。當(dāng)然所有的電源標(biāo)注都是不可拆解的，不過我們可以通過電源風(fēng)扇位和散熱排風(fēng)孔來觀察電源的內(nèi)部做工。雖然不能拆解，但是能夠?qū)﹄娫磧?nèi)部結(jié)構(gòu)有比較充分的了解對(duì)我們選購(gòu)電源還是非常有幫助的。在這里，我們也將從里到外逐一為大家講解與電腦電源有關(guān)的知識(shí)。ATX12V與ATX2.03具有明顯的代差A(yù)TX12V加強(qiáng)了+12VDC端的電流輸出能力，對(duì)+12V的電流輸出、涌浪電流峰值、濾波電容的容量、保護(hù)等都有新的規(guī)定。1.ATX12V增加的4芯電源連接器為P4處理器供電，供電電壓為+12V。 2.ATX12V加強(qiáng)了+5VSB的電流輸出能力，改善主板對(duì)即插即用和電源喚醒功能的支持。此外，1.2和1.3版的ATX 12V規(guī)范電源取消了對(duì)-5V輸出的要求，并且都屬于早期的ATX 12V規(guī)范，因此都沒有采用兩路+12V輸出的方案。從1.2版開始取消了-5V的輸出端口Intel的1.3版在1.2版的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)了+12V的輸出能力。當(dāng)時(shí)的情況是P4已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)新的頻率提升階段，核心由NorthWood進(jìn)步至Prescott，頻率進(jìn)一步提升，因此對(duì)電源也有了新的要求。2.0版開始支持兩路+12V輸出2.0版進(jìn)一步加強(qiáng)+12V的輸出能力，+12V采用兩組輸出，分為+12VDC1、+12VDC2，有一組專為CPU供電。此外，Intel開始重視電源的轉(zhuǎn)換效率問題，因此在2.0版規(guī)范中，也要求產(chǎn)品進(jìn)一步提升電源的轉(zhuǎn)換效率，以達(dá)到節(jié)能的目的。2.2版改進(jìn)了+5Vsb的電流輸出能力2.2版加強(qiáng)+5Vsb的輸出，基本要求是+5Vsb電流應(yīng)達(dá)到2.5A，不少產(chǎn)品都將其設(shè)置在3A左右。隨著顯卡功耗的提升，2.2版電源也拓寬了大功率電源的規(guī)格。 ATX12V 2.3版給出了180W、220W、270W三個(gè)功率級(jí)的單路+12V的功率級(jí)。300W、350W、400W、450W功率級(jí)主要是為了支持高端vista顯卡，對(duì)比2.2版，+12V1輸出能力提升而+12V2輸出能力下降了。相比ATX 2.3標(biāo)準(zhǔn)，ATX 2.31標(biāo)準(zhǔn)改進(jìn)了多項(xiàng)指標(biāo)，在ATX 2.2版提升到ATX 2.3版時(shí)，Intel取消了此前的PW-OK電路信號(hào)，而在ATX 2.31版規(guī)范上又重新加上了。對(duì)交叉負(fù)載進(jìn)行調(diào)整（交叉負(fù)載是指ATX電源能夠以交錯(cuò)協(xié)調(diào)的方式進(jìn)行供電輸出，使得每路輸出電路都可以獲得有效的電能，譬如可以協(xié)調(diào)5V和12V等輸出電壓，并根據(jù)它們所連接的硬件設(shè)備的實(shí)際功耗，進(jìn)行電壓的調(diào)節(jié)，以滿足每條電路輸出的有效運(yùn)行），使得用戶能夠更加自由地選配CPU和顯卡。增加了RoHS環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，并將EMI（電磁干擾）電路納入了3C強(qiáng)制認(rèn)證。或許從性能角度來看，ATX 2.31版電源沒有什么變化，但它強(qiáng)調(diào)了效能、節(jié)能及環(huán)保等指標(biāo)，符合PC平臺(tái)的應(yīng)用現(xiàn)狀。 二、產(chǎn)品性能類認(rèn)證清楚了電源規(guī)范的來龍去脈，我們知道電源版本越高越符合當(dāng)前電腦硬件需要，向下的兼容性也更好。當(dāng)然，除了電源版本我們還要認(rèn)清電源的認(rèn)證規(guī)范。80 Plus認(rèn)證80 Plus是屬于新興的認(rèn)證，是為加速節(jié)能科技的發(fā)展而制定的，是高電源轉(zhuǎn)換效率的一個(gè)標(biāo)志。其認(rèn)證要求是透過整合系統(tǒng)內(nèi)部電源，使電源供應(yīng)器在20%、50%及100%等負(fù)載點(diǎn)下能達(dá)到80%以上的電源使用效率。目前市面上大部分的電源在轉(zhuǎn)換效率上都僅僅在70%到75%之間，能夠獲得80 Plus認(rèn)證的電源暫時(shí)不是很多，而且這些電源中全部都是相當(dāng)高端的產(chǎn)品。但是隨著電源技術(shù)的發(fā)展，我們有理由相信未來將會(huì)有越來越多的電源通過80 Plus的認(rèn)證。SLI Ready認(rèn)證SLI Ready認(rèn)證并不是電源產(chǎn)品所特有的，主板、內(nèi)存、顯卡等都有這個(gè)認(rèn)證。SLI Ready認(rèn)證由nVidia頒發(fā)。我們都知道，要完美實(shí)現(xiàn)SLI的話電源的功率和內(nèi)部設(shè)計(jì)都有很高的要求。一般來說，能夠獲得SLI認(rèn)證的電源一般都能夠很好地支持玩家實(shí)現(xiàn)SLI功能。目前能夠獲得這個(gè)認(rèn)證的產(chǎn)品同樣相當(dāng)少，全部都集中在高端電源中。中國(guó)節(jié)能認(rèn)證從字面上我們也能看到上圖是中國(guó)節(jié)能認(rèn)證，是由中國(guó)節(jié)能產(chǎn)品認(rèn)證中心頒發(fā)的，對(duì)于電源產(chǎn)品節(jié)能性能方面有一定的反映。三、產(chǎn)品安全規(guī)格認(rèn)證安全規(guī)格方面的認(rèn)證根據(jù)各個(gè)國(guó)家和地區(qū)的不同，這類認(rèn)證的標(biāo)志有非常多，本文僅向大家介紹幾個(gè)比較常見的認(rèn)證標(biāo)志。3C認(rèn)證3C認(rèn)證相信大家都聽得很多。所謂3C認(rèn)證，就是中國(guó)強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證制度，英文名稱China Compulsory Certification，英文縮寫CCC，全稱為“中國(guó)國(guó)家強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證”，它是中國(guó)政府為保護(hù)消費(fèi)者人身安全和國(guó)家安全、加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量管理、依照法律法規(guī)實(shí)施的一種產(chǎn)品合格評(píng)定制度。需要注意的是，3C標(biāo)志并不是質(zhì)量標(biāo)志，而只是一種最基礎(chǔ)的安全認(rèn)證。目前市面上除了小部分國(guó)外品牌的產(chǎn)品外，基本上所有在中國(guó)銷售的電源都具有3C認(rèn)證。CE認(rèn)證CE兩字，是從法語(yǔ)“CommunateEuroppene”縮寫而成，也就是歐盟。CE標(biāo)志是一種安全認(rèn)證標(biāo)志，性質(zhì)有點(diǎn)類似于“歐洲的3C”，凡是貼有“CE”標(biāo)志的產(chǎn)品就可在歐盟各成員國(guó)內(nèi)銷售，無須符合每個(gè)成員國(guó)的要求，從而實(shí)現(xiàn)了商品在歐盟成員國(guó)范圍內(nèi)的自由流通。NEMKO認(rèn)證上文筆者曾經(jīng)提及到，各個(gè)國(guó)家都有自己的安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，而上圖則是挪威NEMKO國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證標(biāo)志。UL認(rèn)證UL 全稱是Underwriter Laboratories Inc.(保險(xiǎn)商試驗(yàn)所) 。UL 安全試驗(yàn)所是美國(guó)最有權(quán)威的，也是界上從事安全試驗(yàn)和鑒定的較大的民間機(jī)構(gòu)。它采用科學(xué)的測(cè)試方法來研究確定各種材料、裝置、產(chǎn)品、設(shè)備、建筑等對(duì)生命、財(cái)產(chǎn)有無危害和危害的程度；確定、編寫、發(fā)行相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和有助于減少及防止造成生命財(cái)產(chǎn)受到損失的資料，同時(shí)開展實(shí)情調(diào)研業(yè)務(wù)。除了對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證有要求外，UL認(rèn)證也對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)體系有一定的要求。UL認(rèn)證根據(jù)適用范圍和適用地區(qū)不同有很多的標(biāo)志，上圖則是適用于加拿大和美國(guó)的標(biāo)志。一般來說UL認(rèn)證的產(chǎn)品會(huì)在UL標(biāo)示下面有一串序號(hào)，用戶能夠在UL認(rèn)證的官方網(wǎng)站中通過序號(hào)進(jìn)行核實(shí)。BSMIBSMI是臺(tái)灣的安全規(guī)范認(rèn)證。RoHSRoHS是由歐盟立法制定的一項(xiàng)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，它的全稱是關(guān)于限制在電子電器設(shè)備中使用某些有害成分的指令(Restriction of Hazardous Substances)。該標(biāo)準(zhǔn)于2006年7月1日開始正式實(shí)施，主要用于規(guī)范電子電氣產(chǎn)品的材料及工藝標(biāo)準(zhǔn)，使之更加有利于人體健康及環(huán)境保護(hù)。該標(biāo)準(zhǔn)的目的在于消除電機(jī)電子產(chǎn)品中的鉛、汞、鎘、六價(jià)鉻、多溴聯(lián)苯和多溴聯(lián)苯醚共6項(xiàng)物質(zhì)，并重點(diǎn)規(guī)定了鉛的含量不能超過0.1%。三、電源基本工作原理介紹PC電源的工作流程：當(dāng)市電進(jìn)入電源后，先通過扼流線圈和電容濾波去除高頻雜波和干擾信號(hào)，然后經(jīng)過整流和濾波得到高壓直流電。接著通過開關(guān)電路把高壓直流電轉(zhuǎn)成高頻脈動(dòng)直流電，再送高頻開關(guān)變壓器降壓。最后濾除高頻交流部份，這樣最后輸出供電腦使用的相對(duì)純凈的低壓直流電。如上圖所示，電源內(nèi)部的大致流程為：高壓市頻交流輸入 一、二級(jí)EMI濾波電路（濾波） 全橋電路整流(整流)+大容量高壓濾波電容(濾波) 高壓直流 開關(guān)三極管 高頻率的脈動(dòng)直流電 開關(guān)變壓器（變壓） 低壓高頻交流 低壓濾波電路（整流、濾波） 穩(wěn)定的低壓直流輸出一級(jí)EMI濾波電路1、220交流電進(jìn)入電源，首先經(jīng)過扼流線圈和電容，濾除高頻雜波和同相干擾信號(hào)。這些扼流線圈和電容就組成了一級(jí)EMI濾波電路。二級(jí)EMI濾波電路2、通過一級(jí)EMI電路后，再由電感線圈和電容組成的二級(jí)EMI電路進(jìn)一步濾除高頻雜波。有源PFC(主動(dòng)式PFC)PFC(Power Factor Correction)即“功率因數(shù)校正”，主要用來表征電子產(chǎn)品對(duì)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(rèn)證的PC電源，都必須增加PFC電路。PFC電路一般設(shè)計(jì)在第二層濾波之后，全橋整流電路之前，它在增流濾波電路中有著非常重要的作用，可以在把交流電轉(zhuǎn)換為直流時(shí)提高電源對(duì)市電的利用率，減少電能損耗，同時(shí)使用PFC能減少電源對(duì)市電和其它電器的干擾。無源PFC(被動(dòng)式PFC)PFC電路一共有兩種，一種是無源PFC(也稱被動(dòng)式PFC)，它一般采用電感直接串聯(lián)在整流電路中，成本較低，但EMI性能也較差，功率因數(shù)一般只有70左右；另一種是有源PFC(也稱主動(dòng)式PFC)，采用完整的開關(guān)轉(zhuǎn)換器電路設(shè)計(jì)，能讓整流電壓不隨市電變化而波動(dòng)，功率因數(shù)可高達(dá)99，但是相對(duì)成本也高出許多。主動(dòng)式PFC輸入電壓可以從90V到270V，功率因數(shù)高，并具有低損耗和高可靠等優(yōu)點(diǎn)；可用作輔助電源，而不再需要輔助電源變壓器，輸出DC電壓紋波很小，因此采用主動(dòng)式PFC的電源不需要采用很大容量的濾波電容。高壓濾波電容3、接著主要是將高壓交流電轉(zhuǎn)化為高壓直接電，由全橋電路整流和大容量的濾波電容濾波來完成，許多朋友喜歡用這里所用電容容量的大小來判斷電源的功率。開關(guān)電路4、把直流電轉(zhuǎn)化為高頻率的脈動(dòng)直流電，這一步由開關(guān)電路來完成。開關(guān)電路由兩個(gè)開關(guān)管組成，通過它們的輪流導(dǎo)通和截止來達(dá)到轉(zhuǎn)換目的。低壓濾波電容低壓濾波電路5、把得到的脈動(dòng)直流電，送到高頻開關(guān)