計(jì)算機(jī)分析ATX電源

1、分析ATX電源ATX電源的知識(shí)及使用 對(duì)ATX電源控制電路的深入剖析 從內(nèi)部看電源電腦電源原理與選擇（槍文節(jié)選）電 源 原 理 直流穩(wěn)壓電源是電子、電器、自動(dòng)化設(shè)備中的基本組成部分，主要部件為半導(dǎo)體超大規(guī)模集成電路的計(jì)算機(jī)自然也不能免俗。隨著近年各種硬件設(shè)備頻率、速度和功耗的提高，電源對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響也越來(lái)越大。那么這計(jì)算機(jī)"穩(wěn)定的基石"、"動(dòng)力的源泉"又是如何工作的呢？ 計(jì)算機(jī)電源的輸入為高壓交流市電，要求輸出為高穩(wěn)定性低壓直流。目前的常見(jiàn)產(chǎn)品主要采用脈沖變壓器耦合型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，主要的轉(zhuǎn)換過(guò)程為： 高壓市頻交流-（整流、濾波）>高壓直流

2、-（調(diào)制）>高壓高頻交流-（變壓）>低壓高頻交流-（整流、濾波）>低壓直流 由輸入端算起，分為交流抗干擾電路、功率因數(shù)校正電路、高壓整流濾波電路、開(kāi)關(guān)電路、低壓整流濾波電路5個(gè)主要部分。 交流抗干擾電路 為避免電網(wǎng)中的各種干擾信號(hào)影響高頻率、高精度的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，防止電源開(kāi)關(guān)電路形成高頻擾竄，影響電網(wǎng)中的其他電器等；各種電磁、安規(guī)認(rèn)證都要求開(kāi)關(guān)電源配有抗干擾電路。 主要結(jié)構(gòu)為型共模、差模濾波電路，由差模扼流電感、差模濾波電容、共模扼流電感、共模濾波電容組成；一般應(yīng)有兩級(jí)，分別在交流電源線插座與電路版輸入端。 功率因數(shù)校正電路 開(kāi)關(guān)電源傳統(tǒng)的橋式整流、電容濾波電路令整體負(fù)載表現(xiàn)為

3、容性，且使交流輸入電流產(chǎn)生嚴(yán)重的波形畸變，向電網(wǎng)注入大量的高次諧波，功率因數(shù)僅有0.6左右，對(duì)電網(wǎng)和其他電氣設(shè)備造成嚴(yán)重的諧波污染與干擾。因此，我國(guó)在2003年開(kāi)始實(shí)施的CCC中明確要求計(jì)算機(jī)電源產(chǎn)品帶有功率因數(shù)校正器（Power Factor Corrector，即PFC），功率因數(shù)達(dá)到0.7以上。 PFC電路分為主動(dòng)式（有源）與被動(dòng)式（無(wú)源）兩種： 主動(dòng)式PFC本身就相當(dāng)于一個(gè)開(kāi)關(guān)電源，通過(guò)控制芯片驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管對(duì)輸入電流進(jìn)行"調(diào)制"，令其與電壓盡量同步，功率因數(shù)接近于1；同時(shí)，主動(dòng)式PFC控制芯片還能夠提供輔助供電，驅(qū)動(dòng)電源內(nèi)部其他芯片以及負(fù)擔(dān)+5VSB輸出。主動(dòng)式PFC

4、功率因數(shù)高、+5VSB輸出紋波頻率高、幅度小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，僅在一些高端電源中使用。目前采用主動(dòng)式PFC的計(jì)算機(jī)電源一般采用Boost converter（即升壓轉(zhuǎn)換器）式設(shè)計(jì)，電路原理圖如下： 被動(dòng)式PFC結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只是針對(duì)電源的整體負(fù)載特性表現(xiàn)，在交流輸入端，抗干擾電路之后串接了一個(gè)"大號(hào)"電感，強(qiáng)制平衡電源的整體負(fù)載特性。被動(dòng)式PFC采用的電感只需適應(yīng)5060Hz的市電頻率，帶有工頻變壓器常用的硅鋼片鐵芯，而非高頻率開(kāi)關(guān)變壓器所采用的鐵氧體磁芯，從外觀上非常容易分辨。被動(dòng)式PFC效果較主動(dòng)式PFC有一定差距，功率因數(shù)一般為0.8左右；但成本低廉，且無(wú)需對(duì)原有產(chǎn)品

5、設(shè)計(jì)進(jìn)行大幅度修改就可以符合CCC要求，是目前主流電源通常采取的方式。 此主題相關(guān)圖片如下：高壓整流濾波電路 目前的各種開(kāi)關(guān)電源高壓整流基本都采用全橋式二極管整流，將輸入的正弦交流電反向電壓翻轉(zhuǎn)，輸出連續(xù)波峰的"類直流"，再經(jīng)過(guò)電容的濾波，就得到了約300V的"高壓直流"。 開(kāi)關(guān)電路 開(kāi)關(guān)電源的核心部分，主要由精密電壓比較芯片、PWM芯片、開(kāi)關(guān)管、驅(qū)動(dòng)變壓器、主開(kāi)關(guān)變壓器組成。精密電壓比較芯片將直流輸出部分的反饋電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，PWM芯片根據(jù)比較結(jié)果通過(guò)驅(qū)動(dòng)變壓器調(diào)整開(kāi)關(guān)管的占空比，進(jìn)而控制主開(kāi)關(guān)變壓器輸出給直流部分的能量，實(shí)現(xiàn)"穩(wěn)壓&

6、quot;輸出。使用驅(qū)動(dòng)變壓器的目的是為了隔離高壓（300V）區(qū)與低壓區(qū)（最高12V），避免開(kāi)關(guān)管擊穿后高壓電可能對(duì)低壓設(shè)備造成的危害，也令PWM芯片無(wú)需接觸高壓信號(hào)，降低了對(duì)元件規(guī)格的要求。 脈沖變壓器耦合型開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源主要的直流（高壓到低壓）轉(zhuǎn)換方式有5種，其中適合作為計(jì)算機(jī)電源使用的主要為推挽式與半橋式，而推挽式多用于小型機(jī)、UPS等，我們常見(jiàn)的電源產(chǎn)品則基本都采用半橋式變換。近年由于半導(dǎo)體元件加工工藝的進(jìn)步，也有少數(shù)產(chǎn)品采用了原本受到功率限制無(wú)法使用在個(gè)人計(jì)算機(jī)或服務(wù)器上的單端正激式變換方式，本次測(cè)試中的航嘉-寬幅王就是一例。 低壓整流濾波電路 經(jīng)過(guò)調(diào)制的高壓直流成為了低壓高頻交流，需

7、要經(jīng)過(guò)再次整流濾波才能得到希望的穩(wěn)定低壓直流輸出。整流手段與高壓整流類似，仍是利用二極管的單向?qū)ㄐ再|(zhì)，將反向波形翻轉(zhuǎn)。為了保證濾波后波形的完整性，要求互相配合實(shí)現(xiàn)360°的導(dǎo)通，因此一般采用快速恢復(fù)二極管（主要用于+12V整流）或肖特基二極管（主要用于+5V、+3.3V整流）。濾波仍是采用典型的扼流電感配合濾波電容，不過(guò)此處的電感不僅為了扼制突變電流，更為重要的作用是像高壓濾波部分的電容一樣作為儲(chǔ)能元件，為輸出端提供連續(xù)的能量供應(yīng)。實(shí)際產(chǎn)品中高壓整流濾波電路、開(kāi)關(guān)電路、低壓整流濾波電路是一個(gè)整體，雖然原理與前述基本相同，但元件個(gè)數(shù)、分布方式會(huì)有很大變化。例如采用半橋式電壓變換的電源

8、就有兩個(gè)高壓濾波電容，每一路直流輸出對(duì)應(yīng)兩個(gè)整流管，各負(fù)責(zé)半個(gè)周期的輸出；而采用單端正激式電壓變換的電源則只有一個(gè)高壓濾波電容，每一路直流輸出對(duì)應(yīng)兩個(gè)整流管，工作時(shí)間按照開(kāi)關(guān)管占空比分配。 其他較為重要的部分還有輔助供電電路與保護(hù)電路：輔助供電電路 一個(gè)小功率的開(kāi)關(guān)電源，交流輸入接通后即開(kāi)始工作。300V直流電被輔助供電開(kāi)關(guān)管調(diào)制成為脈沖電流，通過(guò)輔助供電變壓器輸出二路交流電壓。一路經(jīng)整流、三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓，輸出為+5VSB，供主板待機(jī)所用；另一路經(jīng)整流濾波，輸出輔助+12V電源，供給電源內(nèi)部的PWM等芯片工作。 主動(dòng)式PFC具有輔助供電的功能，可以提供+5VSB及電源內(nèi)部芯片所需電壓；故采用主

9、動(dòng)式PFC的電源可以省略掉輔助供電部分，只使用兩個(gè)開(kāi)關(guān)變壓器。 保護(hù)電路 電源產(chǎn)品具有的主要保護(hù)措施有7種： 1、輸入端過(guò)壓保護(hù)：通過(guò)耐壓值為270V的壓敏電阻實(shí)現(xiàn)； 此主題相關(guān)圖片如下：2、輸入端過(guò)流保護(hù)：通過(guò)保險(xiǎn)絲；3、輸出端過(guò)流保護(hù)：通過(guò)導(dǎo)線反饋，驅(qū)動(dòng)變壓器就會(huì)相應(yīng)動(dòng)作，關(guān)斷電源的輸出；4、輸出端過(guò)壓保護(hù)：當(dāng)比較器檢測(cè)到的輸出電壓與穩(wěn)壓管兩端的基準(zhǔn)電壓偏差較大時(shí)，就會(huì)對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整；此主題相關(guān)圖片如下：5、輸出端過(guò)載保護(hù)：過(guò)載保護(hù)的機(jī)理與過(guò)流保護(hù)一樣，也是通過(guò)控制電路和驅(qū)動(dòng)變壓器進(jìn)行的； 6、輸出端短路保護(hù)：輸出端短路時(shí)，比較器會(huì)偵測(cè)到電流的變化，并通過(guò)驅(qū)動(dòng)變壓器、關(guān)斷開(kāi)關(guān)管的輸出； 7

10、、溫度控制：通過(guò)溫度探頭檢測(cè)電源內(nèi)部溫度，并智能調(diào)整風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，對(duì)電源內(nèi)部溫度進(jìn)行控制； 此主題相關(guān)圖片如下：了解了開(kāi)關(guān)電源的工作原理，我們?cè)賮?lái)看看計(jì)算機(jī)高速發(fā)展的這十余年間，電源又走過(guò)了怎樣的歷程？ PC/XTIBM最先推出個(gè)人PC/XT機(jī)時(shí)制定的標(biāo)準(zhǔn)； AT也是由IBM早期推出PC/AT機(jī)時(shí)所提出的標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)時(shí)能夠提供192W的電力供應(yīng)； ATXIntel公司于1995年提出的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，與AT比較主要變化為：1、取消了AT電源上必備的電源開(kāi)關(guān)而交由主板進(jìn)行電源開(kāi)關(guān)的控制，增加了一個(gè)待機(jī)電路為電源主電路和主板提供電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)電源喚醒等功能；2、ATX電源首次引進(jìn)了+3.3V的電壓輸出端，與主板的連

11、接接口上也有了明顯的改進(jìn)； ATX 12V支持P4的ATX標(biāo)準(zhǔn)，是目前的主流標(biāo)準(zhǔn)；ATX12V_1.1：在ATX的基礎(chǔ)之上增加了4pin的+12V輔助供電線（P10）為P4處理器供電，改變了各路輸出功率分配方式，增強(qiáng)+12V負(fù)載能力； ATX12V_1.3：提高了電源效率，增加了對(duì)SATA的支持。去掉了-5V輸出，增加了+12V的輸出能力；ATX12V_2.0：尚未有產(chǎn)品實(shí)施的最新規(guī)范；電源連接器由20針改為24針，以支持75W的PCI Express總線，同時(shí)取消輔助電源接口；提供另一路+12V輸出，直接為4Pin接口供電；WTXATX電源的加強(qiáng)版本；尺寸上比ATX電源大，供電能力也比比AT

12、X電源強(qiáng)，常用于服務(wù)器和大型電腦；BTX現(xiàn)有架構(gòu)的終 結(jié)者；電源輸出要求、接口等支持ATX12V、 ATX電源各路輸出功能說(shuō)明： +5V ：傳統(tǒng)的半導(dǎo)體電路供電，驅(qū)動(dòng)各種驅(qū)動(dòng)器的控制電路、主板連接設(shè)備、USB外設(shè)等，為Socket370及部分Socket-A CPU供電，近兩年又增加了為高端顯卡供電的用途。因此，在不使用+12V為CPU供電的系統(tǒng)中是負(fù)載最重的一路輸出。 +12V：傳統(tǒng)的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)供電，新興的CPU供電驅(qū)動(dòng)各種驅(qū)動(dòng)器的電機(jī)、散熱風(fēng)扇，部分主板連接設(shè)備等。從P4系統(tǒng)開(kāi)始，由于CPU功耗增大，對(duì)供電的要求提高，而增加了4Pin插頭提供+12V電壓給主板，經(jīng)變換后為CPU供電；后來(lái)

13、鑒于Athlon XP和新Duron CPU的功耗同樣不容小覷，部分Socket A主板也采用了這種+12V輔助供電的設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)器較多的系統(tǒng)中，開(kāi)機(jī)時(shí)各驅(qū)動(dòng)器電機(jī)同步啟動(dòng)，+12V會(huì)出現(xiàn)較大的峰值電流，對(duì)電源提出了特別的要求能夠瞬時(shí)間承受較大的電流而保證輸出電壓穩(wěn)定。因此，Intel ATX/ATX12V標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)+12V還規(guī)定了一個(gè)較最大電流高約20%的"峰值電流（Peak Current）"。 +3.3V ：傳統(tǒng)的信號(hào)電壓，新興的芯片供電經(jīng)主板變換后驅(qū)動(dòng)芯片組、內(nèi)存等，驅(qū)動(dòng)主板連接設(shè)備、SATA驅(qū)動(dòng)器的部分控制電路等。由于目前應(yīng)由+3.3V供電的設(shè)備中功率最大的中高端顯卡

14、多采用外接+5V輔助供電，+3.3V的負(fù)載一般較輕，但逐漸普及的SATA設(shè)備、新發(fā)布的PCI 3.0標(biāo)準(zhǔn)、Intel的ATX/ATX12V 1.3版規(guī)范無(wú)不表明+3.3V負(fù)載的增加乃大勢(shì)所趨。 +5VSB ：即+5V Standby，是在系統(tǒng)關(guān)閉后保留的待機(jī)電壓，用于對(duì)系統(tǒng)喚醒的支持。+5VSB采用一個(gè)單獨(dú)的變換電路，只要輸入正常且電源開(kāi)關(guān)閉合，+5VSB就處在工作狀態(tài)，可驅(qū)動(dòng)待機(jī)負(fù)載。最初的ATX 1.0標(biāo)準(zhǔn)只要求+5VSB電流達(dá)到0.1A，但隨著CPU和主板功耗的提高，0.1A已經(jīng)無(wú)法滿足系統(tǒng)要求，因此現(xiàn)在的ATX 2.1標(biāo)準(zhǔn)中要求+5VSB電流可達(dá)到2A。 -5V ：主要用于驅(qū)動(dòng)某些IS

15、A板卡電路，極少用到，輸出電流通常小于1A。 -12V：由于某些串口的放大電路需要用到+12V和-12V，但電流要求并不高，因此-12V輸出電流通常小于1A。 目前的大體趨勢(shì)為：將+5V的負(fù)載逐漸分擔(dān)給+12V與+3.3V，減少功耗與損耗的同時(shí)平衡各路的負(fù)載分配，延長(zhǎng)目前ATX電源設(shè)計(jì)方式的"壽命"。 ATX電源的知識(shí)及使用 本文作者：陳忠民 電源在PC的價(jià)格構(gòu)成中僅占很小的比例，卻關(guān)乎機(jī)器的運(yùn)行質(zhì)量和壽命。品牌機(jī)為了確保產(chǎn)品質(zhì)量，都非常重視電源的配置。那么DIY一臺(tái)PC，應(yīng)該如何選擇電源，又如何排除使用中所出現(xiàn)的各種問(wèn)題呢？ ATX電源的質(zhì)量指標(biāo) ATX電源的生產(chǎn)廠家不同

16、，性能上會(huì)有很大的差異。劣質(zhì)電源是PC的災(zāi)難，DIYer在選擇時(shí)可要睜大眼睛。 1.功率 典型的多媒體微機(jī)主機(jī)的實(shí)際功率不足100W。不過(guò)通常需要為整機(jī)保留一定的余量，這樣做的目的一是為了滿足日后添加新設(shè)備之需，二是因?yàn)樵谟?jì)算機(jī)啟動(dòng)時(shí)需要的功率比平時(shí)要大一些。因此，真正200W的電源就能滿足要求了。 一般來(lái)說(shuō)，電源的型號(hào)和它本身的真實(shí)功率生產(chǎn)廠家是很清楚的，但普通消費(fèi)者在買(mǎi)電源時(shí)不要想當(dāng)然地為型號(hào)后面的數(shù)字所迷惑。例如有人以為YH-2503C型電源的功率是250W，但實(shí)際上是200W，而不是250W。還應(yīng)注意功率指標(biāo)名稱上的差別，有"平均功率"、"最大功率&quo

17、t;、"額定功率"多種說(shuō)法，看清楚具體是哪一種。 2.輸出電壓穩(wěn)定性 ATX電源的另一個(gè)重要參數(shù)是輸出電壓的誤差范圍，通常對(duì)+5V、+3.3V和+12V電壓的誤差率要求為5%以下，對(duì)-5V和-12V電壓的誤差率要求為10%以下。輸出電壓不穩(wěn)定，或紋波系數(shù)大，是導(dǎo)致系統(tǒng)故障和硬件損壞的罪魁禍?zhǔn)住?ATX電源的主電源基于脈寬調(diào)制（PWM）原理，其中的調(diào)整管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，因此又稱為開(kāi)關(guān)電源。這種電源的電路結(jié)構(gòu)決定了其穩(wěn)壓范圍寬的特點(diǎn)。一般地，市電電壓為220±20%波動(dòng)時(shí)，電源都能夠滿足上述要求。可將市電通過(guò)調(diào)壓器接到開(kāi)關(guān)電源輸入端，在輸出端所接假負(fù)載不變的情況下，調(diào)

18、節(jié)調(diào)壓器輸出電壓在180V至260V之間變化，對(duì)電源輸出電壓進(jìn)行測(cè)量。正常情況下，輸出端±5V電源變化應(yīng)在±02V以內(nèi)，±12V電源變化不應(yīng)超過(guò)±05V。 3紋波電壓 紋波電壓是指電源輸出的各路直流電壓中的交流成分。作為計(jì)算機(jī)的供電電源，對(duì)其輸出電壓的紋波有較高的要求。紋波電壓的大小，可以使用數(shù)字萬(wàn)用表的交流電壓檔很方便地測(cè)出，測(cè)出的數(shù)值應(yīng)在05V以下。 4可靠性 衡量一臺(tái)設(shè)備可靠性的指標(biāo)，一般采用MTBF（Mean Time Between Falure，平均故障間隔時(shí)間），單位為"小時(shí)"。電源設(shè)備工作可靠性，參照品牌PC的相關(guān)質(zhì)量

19、標(biāo)準(zhǔn)，其MTBF應(yīng)不小于5000小時(shí)。 一些商家為了節(jié)約成本，將構(gòu)成EMI濾波器的所有元件都省去了，平滑濾波器的電容容量和耐壓不足，元器件在裝配之前也沒(méi)有經(jīng)過(guò)必要的篩選程序，電路制作工藝粗糙，以致電源產(chǎn)品故障率很高。 常年持續(xù)工作的場(chǎng)合所使用的服務(wù)器或工作站，除了要選擇高穩(wěn)定性、高可靠性的電源之外，還應(yīng)采用具有熱插拔特性的電源，以實(shí)現(xiàn)不停機(jī)維修。 5安全和質(zhì)量認(rèn)證 為了確保電源使用中的可靠性和安全性，每個(gè)國(guó)家或地區(qū)都根據(jù)自己各自不同的地理狀況和電網(wǎng)環(huán)境制定了不同的安全標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)的認(rèn)證規(guī)格越多，說(shuō)明電源的質(zhì)量和安全性越高?，F(xiàn)在電源的安全認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)主要有FCC、UL、CSA、GS和CCEE認(rèn)證等。電

20、源產(chǎn)品至少應(yīng)具有這些認(rèn)證標(biāo)志之一，有了這些認(rèn)證標(biāo)志的產(chǎn)品，算是可以信得過(guò)的。 中國(guó)電工產(chǎn)品安全認(rèn)證委員會(huì)（簡(jiǎn)稱CCEE）是我國(guó)唯一的電工產(chǎn)品安全認(rèn)證機(jī)構(gòu)。CCEE認(rèn)證是電工產(chǎn)品的強(qiáng)制性認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，即凡是在我國(guó)市場(chǎng)上銷售的電子產(chǎn)品都必須被強(qiáng)制通過(guò)這一認(rèn)證。CCEE認(rèn)證為白底綠色圖案，由代表中國(guó)和長(zhǎng)城的符號(hào)組成，所以CCEE認(rèn)證又被稱為長(zhǎng)城認(rèn)證。凡經(jīng)過(guò)認(rèn)證的產(chǎn)品，都可以按照機(jī)殼上的認(rèn)證號(hào)在CCEE的網(wǎng)站http/wwwcceecomcn上查詢到，這樣可以幫助用戶辨別真?zhèn)巍?此外，可打開(kāi)電源盒蓋看其內(nèi)部的做工是否講究，如果電路板上有些地方空著，或用電線短接，定是偷工減料的劣質(zhì)品。相比之下，在信譽(yù)好的大

21、商店購(gòu)買(mǎi)的產(chǎn)品，一般比較令人放心。 劣質(zhì)電源的平時(shí)表現(xiàn) 一些劣質(zhì)電源表面上看起來(lái)工作挺正常，并沒(méi)有什么故障，但卻"暗藏殺機(jī)"，使機(jī)器出現(xiàn)一些莫名其妙的故障。劣質(zhì)電源的危害，通常表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： ·死機(jī)、程序出錯(cuò)、音箱中有雜音 原因是電源中省去了EMI濾波器（電感、電容等），抗干擾能力極差，來(lái)自電網(wǎng)的任何干擾都會(huì)使機(jī)器的正常運(yùn)行受到影響。 ·導(dǎo)致硬盤(pán)出現(xiàn)壞道 原因是平滑濾波器電容容量小，輸出直流電壓紋波大，導(dǎo)致硬盤(pán)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)和磁頭抖動(dòng)，使得磁頭與高速旋轉(zhuǎn)的盤(pán)片碰撞。 ·光驅(qū)讀盤(pán)能力差 原因是電源功率不足，主要是開(kāi)關(guān)管、開(kāi)關(guān)變壓器、整流二極管等器

22、件功率小。光驅(qū)讀盤(pán)時(shí)，主軸電機(jī)啟動(dòng)，使整機(jī)電流突然增加，如果電源功率不足，就會(huì)使供電電壓（5V和12V）降低，導(dǎo)致光驅(qū)中的控制電路工作失常。 故障診斷 采用ATX電源的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)出了故障，要從CMOS設(shè)置、Windows中ACPI的設(shè)置及電源和主板等幾個(gè)方面進(jìn)行全面的分析。硬件方面，為了區(qū)別故障在負(fù)載上還是在電源本身，可以將電源拆卸下來(lái)，用一臺(tái)報(bào)廢的設(shè)備（如硬盤(pán)等）作假負(fù)載，以免出現(xiàn)空載保護(hù)。在PSON信號(hào)線（綠色）與地線之間接入一只100150的電阻，使該信號(hào)變?yōu)榈碗娖?。如果電源可以工作，說(shuō)明故障在主板或電源按鈕（Power Button），否則故障在電源自身，只有更換電源自身，只有更換電源

23、了。 根據(jù)計(jì)算機(jī)維修中"先軟后硬"的原則，首先要檢查BIOS設(shè)置是否正確，排除因設(shè)置不當(dāng)造成的假故障；第二步，檢查ATX電源中輔助電源和主電源是否正常；第三步，檢查主板電源監(jiān)控電路是否正常。下面根據(jù)故障的不同表現(xiàn)，分別介紹分析和處理的方法?！竟收弦弧繜o(wú)法開(kāi)機(jī) 用萬(wàn)用表測(cè)量+5VSB，如果該電壓值正常且穩(wěn)定，而主板反饋信號(hào)PS-ON始終為高電平，則可能是主板上的開(kāi)機(jī)電路損壞，或電源啟閉按鈕損壞；如果上述兩者均為正常而主電源仍無(wú)輸出，則可能是開(kāi)關(guān)電源主回路損壞，或因負(fù)載存在短路或空載而進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。 【故障二】 無(wú)法關(guān)機(jī) 關(guān)不了主機(jī)，有以下幾種現(xiàn)象和原因： BIOS中設(shè)定關(guān)機(jī)時(shí)

24、有一定的延時(shí)時(shí)間（Delay Time），關(guān)機(jī)時(shí)需要按住電源按鈕，保持?jǐn)?shù)秒鐘，才能將機(jī)器關(guān)閉。不能實(shí)現(xiàn)瞬間關(guān)閉，是正常現(xiàn)象，不是故障。 電源按鈕失靈。這種情況下，不僅不能關(guān)機(jī)，開(kāi)機(jī)也會(huì)有問(wèn)題。 主板上的電源監(jiān)控電路故障，PS-ON信號(hào)恒為高電平。關(guān)不了鍵盤(pán)電源（鍵盤(pán)的Num Lock指示燈在主機(jī)關(guān)閉后是亮的）。有些機(jī)器允許使用密碼通過(guò)鍵盤(pán)開(kāi)機(jī)，鍵盤(pán)上的Num Lock燈在關(guān)機(jī)后仍亮著，是正?，F(xiàn)象。 關(guān)不了顯示器。如果顯示卡或顯示器中有一個(gè)部分不支持DPMS（顯示器電源管理系統(tǒng)）規(guī)范，在主機(jī)關(guān)閉后顯示器指示燈亮，屏幕上仍有白色光柵，也屬正常現(xiàn)象?！竟收先?自行開(kāi)機(jī) 自行開(kāi)機(jī)故障有以下兩類： 第

25、一類在BIOS設(shè)置中將定時(shí)開(kāi)機(jī)功能設(shè)為"Enabled"，這樣機(jī)器會(huì)在所設(shè)定的某個(gè)日期的某個(gè)時(shí)刻，或每天的某個(gè)時(shí)刻自動(dòng)開(kāi)機(jī)。某些機(jī)器的BIOS設(shè)置項(xiàng)中具有來(lái)電自動(dòng)開(kāi)機(jī)功能設(shè)置，如果選擇了來(lái)電開(kāi)機(jī)，則在插上交流電源后，機(jī)器便會(huì)啟動(dòng)。應(yīng)該說(shuō)，出現(xiàn)這些問(wèn)題，并不是真正的故障，而是用戶不了解機(jī)器所具有的這些功能。 第二類是BIOS中關(guān)閉了定時(shí)開(kāi)機(jī)和來(lái)電自動(dòng)開(kāi)機(jī)功能，機(jī)器只要接通交流電源還會(huì)自行開(kāi)機(jī)，這無(wú)疑是硬件故障了。硬件故障有3種原因：第1種是電源本身的抗干擾能力較差，交流電源接通瞬間產(chǎn)生的干擾使其主回路開(kāi)始工作；第2種是+5VSB電壓低，使主板送不出應(yīng)有的高電平，而總是為低電平

26、，這樣機(jī)器不僅會(huì)自行開(kāi)機(jī)，還會(huì)關(guān)不掉；第3種是來(lái)自主板的PS-ON信號(hào)質(zhì)量較差，特別在通電瞬間，該信號(hào)由低電平變?yōu)楦唠娖降难訒r(shí)過(guò)長(zhǎng)，直到主電源準(zhǔn)備好了以后，該信號(hào)仍未變?yōu)楦?，使ATX電源主回路誤導(dǎo)通?！竟收纤摹?休眠與喚醒功能異常 休眠與喚醒功能異常表現(xiàn)為：不能進(jìn)入休眠狀態(tài)，或休眠后不能喚醒。出現(xiàn)這些問(wèn)題時(shí)，首先要檢查硬件的連接（包括休眠開(kāi)關(guān)的連接是否正確，開(kāi)關(guān)是否失靈等）和PS-ON信號(hào)的電壓值。進(jìn)入休眠狀態(tài)時(shí)，PS-ON信號(hào)應(yīng)為低電平（0.8V以下）；喚醒后，PS-ON信號(hào)應(yīng)為高電平（2.2V以上）。如果PS-ON信號(hào)正常，而休眠和喚醒功能仍不正常，則為ATX電源故障。 需要提醒讀者，進(jìn)入

27、夏季后，為了預(yù)防雷擊，對(duì)ATX結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)，如果用戶長(zhǎng)時(shí)間不使用，又不想進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，建議將交流輸入線拔下，以切斷交流輸入?！竟收衔濉?零部件異常 有經(jīng)驗(yàn)的維修人員，在遇到主板、內(nèi)存、CPU、板卡、硬盤(pán)等部件工作異?；驌p壞故障時(shí)，通常要先測(cè)量電源電壓。正常的工作電壓是電腦可靠工作的基本保證，而很多莫名其妙的故障都是電源惹的禍。 一臺(tái)機(jī)器發(fā)生了找不到硬盤(pán)的故障，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，確信硬盤(pán)是好的。判斷為主板上的IDE接口損壞，于是找來(lái)老的多功能卡，插在主板的空閑ISA插槽，連上硬盤(pán)試驗(yàn)，仍然找不到硬盤(pán)。測(cè)量電源電壓，+12V電壓只有10V左右。在這樣低的供電電壓下，硬盤(pán)達(dá)不到額定轉(zhuǎn)速，當(dāng)然不能工作。換

28、一臺(tái)ATX電源，故障排除。 DIYer切記，如果發(fā)生了部件損壞的情況，要在確信電源沒(méi)有問(wèn)題后，才能換上新的部件。否則，可能會(huì)犯"被同一根繩子絆倒兩次"的愚蠢錯(cuò)誤。 對(duì)ATX電源控制電路的深入剖析 本文結(jié)合所附電路圖對(duì)ATX電源控制電路的工作原理進(jìn)行了較詳細(xì)的闡述，望能對(duì)廣大維修者有所幫助。 檢修ATX開(kāi)關(guān)電源，從+5VSB、PS-ON和PW-OK信號(hào)入手來(lái)定位故障區(qū)域，是快速檢修中行之有效的方法。 一、+5VSB、PS-ON、PW-OK控制信號(hào) ATX開(kāi)關(guān)電源與AT電源最顯著的區(qū)別是，前者取消了傳統(tǒng)的市電開(kāi)關(guān)，依靠+5VSB、PS-ON控制信號(hào)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)電源的開(kāi)啟和關(guān)閉。

29、+5VSB是供主機(jī)系統(tǒng)在ATX待機(jī)狀態(tài)時(shí)的電源，以及開(kāi)閉自動(dòng)管理和遠(yuǎn)程喚醒通訊聯(lián)絡(luò)相關(guān)電路的工作電源，在待機(jī)及受控啟動(dòng)狀態(tài)下，其輸出電壓均為5V高電平，使用紫色線由ATX插頭(圖1)9腳引出。PS-ON為主機(jī)啟閉電源或網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程喚醒電源的控制信號(hào)，不同型號(hào)的ATX開(kāi)關(guān)電源，待機(jī)時(shí)電壓值為3V、3.6V、4.6V各不相同。當(dāng)按下主機(jī)面板的POWER開(kāi)關(guān)或?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)喚醒遠(yuǎn)程開(kāi)機(jī)，受控啟動(dòng)后PS-ON由主板的電子開(kāi)關(guān)接地，使用綠色線從ATX插頭14腳輸入。PW-OK是供主板檢測(cè)電源好壞的輸出信號(hào)，使用灰色線由ATX插頭8腳引出，待機(jī)狀態(tài)為零電平，受控啟動(dòng)電壓輸出穩(wěn)定后為5V高電平。 此主題相關(guān)圖片

30、如下：脫機(jī)帶電檢測(cè)ATX電源，首先測(cè)量在待機(jī)狀態(tài)下的PS-ON和PW-OK信號(hào)，前者為高電平，后者為低電平，插頭9腳除輸出+5VSB外，不輸出其它電壓。其次是將ATX開(kāi)關(guān)電源人為喚醒，用一根導(dǎo)線把ATX插頭14腳PS-ON信號(hào)，與任一地端(3、5、7、13、15、16、17)中的一腳短接，這一步是檢測(cè)的關(guān)鍵，將ATX電源由待機(jī)狀態(tài)喚醒為啟動(dòng)受控狀態(tài)，此時(shí)PS-ON信號(hào)為低電平，PW-OK、+5VSB信號(hào)為高電平，ATX插頭+3.3V、±5V、±12V有輸出，開(kāi)關(guān)電源風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)。上述操作亦可作為選購(gòu)ATX開(kāi)關(guān)電源脫機(jī)通電驗(yàn)證的方法。 此主題相關(guān)圖片如下：二、 控制電路的工作原理

31、 ATX開(kāi)關(guān)電源，電路按其組成功能分為：交流輸入整流濾波電路、脈沖半橋功率變換電路、輔助電源電路、脈寬調(diào)制控制電路、PS-ON和PW-OK產(chǎn)生電路、自動(dòng)穩(wěn)壓與保護(hù)控制電路、多路直流穩(wěn)壓輸出電路。請(qǐng)參照?qǐng)D2。 1.輔助電源電路 只要有交流市電輸入，ATX開(kāi)關(guān)電源無(wú)論是否開(kāi)啟，其輔助電源一直在工作，為開(kāi)關(guān)電源控制電路提供工作電壓。市電經(jīng)高壓整流、濾波，輸出約300V直流脈動(dòng)電壓，一路經(jīng)R72、R76至輔助電源開(kāi)關(guān)管Q15基極，另一路經(jīng)T3開(kāi)關(guān)變壓器的初級(jí)繞組加至Q15集電極，使Q15導(dǎo)通。T3反饋繞組的感應(yīng)電勢(shì)(上正下負(fù))通過(guò)正反饋支路C44、R74加至Q15基極，使Q15飽和導(dǎo)通。反饋電流通過(guò)R

32、74、R78、Q15的b、e極等效電阻對(duì)電容C44充電，隨著C44充電電壓增加，流經(jīng)Q15基極電流逐漸減小，T3反饋繞組感應(yīng)電勢(shì)反相(上負(fù)下正)，與C44電壓疊加至Q15基極，Q15基極電位變負(fù)，開(kāi)關(guān)管迅速截止。 Q15截止時(shí)，ZD6、D30、C41、R70組成Q15基極負(fù)偏壓截止電路。反饋繞組感應(yīng)電勢(shì)的正端經(jīng)C41、R70、D41至感應(yīng)電勢(shì)負(fù)端形成充電回路，C41負(fù)極負(fù)電壓，Q15基極電位由于D30、ZD6的導(dǎo)通，被箝位在比C41負(fù)電壓高約6.8V(二極管壓降和穩(wěn)壓值)的負(fù)電位上。同時(shí)正反饋支路C44的充電電壓經(jīng)T3反饋繞組，R78，Q15的b、e極等效電阻，R74形成放電回路。隨著C41充

33、電電流逐漸減小，Ub電位上升，當(dāng)Ub電位增加到Q15的b、e極的開(kāi)啟電壓時(shí)，Q15再次導(dǎo)通，又進(jìn)入下一個(gè)周期的振蕩。 Q15飽和期間，T3二次繞組輸出端的感應(yīng)電勢(shì)為負(fù)，整流管截止，流經(jīng)一次繞組的導(dǎo)通電流以磁能的形式儲(chǔ)存在T3輔助電源變壓器中。當(dāng)Q15由飽和轉(zhuǎn)向截止時(shí)，二次繞組兩個(gè)輸出端的感應(yīng)電勢(shì)為正，T3儲(chǔ)存的磁能轉(zhuǎn)化為電能經(jīng)BD5、BD6整流輸出。其中BD5整流輸出電壓供Q16三端穩(wěn)壓器7805工作，Q16輸出+5VSB，若該電壓丟失，主板就不會(huì)自動(dòng)喚醒ATX電源啟動(dòng)。BD6整流輸出電壓供給IC1脈寬調(diào)制TL494的12腳電源輸入端，該芯片14腳輸出穩(wěn)壓5V，提供ATX開(kāi)關(guān)電源控制電路所有元

34、件的工作電壓。 2.PS-ON和PW-OK、脈寬調(diào)制電路 PS-ON信號(hào)控制IC1的4腳死區(qū)電壓，待機(jī)時(shí)，主板啟閉控制電路的電子開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，PS-ON信號(hào)高電平3.6V，IC10精密穩(wěn)壓電路WL431的Ur電位上升，Uk電位下降，Q7導(dǎo)通，穩(wěn)壓5V通過(guò)Q7的e、c極，R80、D25和D40送入IC1的4腳，當(dāng)4腳電壓超過(guò)3V時(shí)，封鎖8、11腳的調(diào)制脈寬輸出，使T2推動(dòng)變壓器、T1主電源開(kāi)關(guān)變壓器停振，停止提供+3.3V、±5V、±12V的輸出電壓。 受控啟動(dòng)后，PS-ON信號(hào)由主板啟閉控制電路的電子開(kāi)關(guān)接地，IC10的Ur為零電位，Uk電位升至+5V，Q7截止，c極為零電位，

35、IC1的4腳低電平，允許8、11腳輸出脈寬調(diào)制信號(hào)。IC1的輸出方式控制端13腳接穩(wěn)壓5V，脈寬調(diào)制器為并聯(lián)推挽式輸出，8、11腳輸出相位差180度的脈寬調(diào)制控制信號(hào)，輸出頻率為IC1的5、6腳外接定時(shí)阻容元件的振蕩頻率的一半，控制Q3、Q4的c極所接T2推動(dòng)變壓器初級(jí)繞組的激勵(lì)振蕩，T2次級(jí)它激振蕩產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)作用于T1主電源開(kāi)關(guān)變壓器的一次繞組，二次繞組的感應(yīng)電勢(shì)經(jīng)整流形成+3.3V、±5V、±12V的輸出電壓。 推動(dòng)管Q3、Q4發(fā)射極所接的D17、D18以及C17用于抬高Q3、Q4發(fā)射極電平，使Q3、Q4基極有低電平脈沖時(shí)能可靠截止。C31用于通電瞬間封鎖IC1的8

36、、11腳輸出脈沖，ATX電源帶電瞬間，由于C31兩端電壓不能突變，IC1的4腳出現(xiàn)高電平，8、11腳無(wú)驅(qū)動(dòng)脈沖輸出。隨著C31的充電，IC1的啟動(dòng)由PS-ON信號(hào)控制。 PW-OK產(chǎn)生電路由IC5電壓比較器LM393、Q21、C60及其周邊元件構(gòu)成。 待機(jī)時(shí)IC1的反饋控制端3腳為低電平，Q21飽和導(dǎo)通，IC5的3腳正端輸入低電位，小于2腳負(fù)端輸入的固定分壓比，1腳低電位，PW-OK向主機(jī)輸出零電平的電源自檢信號(hào)，主機(jī)停止工作處于待命休閑狀態(tài)。受控啟動(dòng)后IC1的3腳電位上升，Q21由飽和導(dǎo)通進(jìn)入放大狀態(tài)，e極電位由穩(wěn)壓5V經(jīng)R104對(duì)C60充電來(lái)建立，隨著C60充電的逐漸進(jìn)行，IC5的3腳控制

37、電平逐漸上升，一旦IC5的3腳電位大于2腳的固定分壓比，經(jīng)正反饋的遲滯比較器，1腳輸出高電平的PW-OK信號(hào)。該信號(hào)相當(dāng)于AT電源的PG信號(hào)，在開(kāi)關(guān)電源輸出電壓穩(wěn)定后再延遲幾百毫秒由零電平起跳到+5V，主機(jī)檢測(cè)到PW-OK電源完好的信號(hào)后啟動(dòng)系統(tǒng)。在主機(jī)運(yùn)行過(guò)程中若遇市電掉電或用戶關(guān)機(jī)時(shí)，ATX開(kāi)關(guān)電源+5V輸出端電壓必下跌，這種幅值變小的反饋信號(hào)被送到IC1組件的電壓取樣放大器同相端1腳后，將引起如下的連鎖反應(yīng)：使IC1的反饋控制端3腳電位下降，經(jīng)R63耦合到Q21的基極，隨著Q21基極電位下降，一旦Q21的e、b極電位達(dá)到0.7V，Q21飽和導(dǎo)通，IC5的3腳電位迅速下降，當(dāng)3腳電位小于2

38、腳的固定分壓電平時(shí)，IC5的輸出端1腳將立即從5V下跳到零電平，關(guān)機(jī)時(shí)PW-OK輸出信號(hào)比ATX開(kāi)關(guān)電源+5V輸出電壓提前幾百毫秒消失，通知主機(jī)觸發(fā)系統(tǒng)在電源斷電前自動(dòng)關(guān)閉，防止突然掉電時(shí)硬盤(pán)磁頭來(lái)不及移至著陸區(qū)而劃傷硬盤(pán)。 3.自動(dòng)穩(wěn)壓控制電路 IC1的1、2腳電壓取樣放大器正、負(fù)輸入端，取樣電阻R31、R32、R33構(gòu)成+5V、+12V自動(dòng)穩(wěn)壓電路。當(dāng)輸出電壓升高時(shí)(+5V或+12V)，由R31取得采樣電壓送到IC1的1腳和2腳基準(zhǔn)電壓相比較，輸出誤差電壓與芯片內(nèi)鋸齒波產(chǎn)生電路的振蕩脈沖在PWM比較器進(jìn)行比較放大，使8、11腳輸出脈沖寬度降低，輸出電壓回落至標(biāo)準(zhǔn)值的范圍內(nèi)，反之穩(wěn)壓控制過(guò)程

39、相反，從而使開(kāi)關(guān)電源輸出電壓穩(wěn)定。IC1的電流取樣放大器負(fù)端輸入15腳接穩(wěn)壓5V，正端輸入16腳接地，電流取樣放大器在脈寬調(diào)制控制電路中沒(méi)有使用。從內(nèi)部看電源電腦電源原理與選擇 電腦電源的重要性，現(xiàn)在已經(jīng)充分為大多數(shù)用戶所了解，但是，面對(duì)市場(chǎng)上眾多電源弄虛作假的現(xiàn)象，我們是否能夠一一識(shí)別呢？要檢測(cè)一個(gè)電源的真實(shí)性能，最可靠的辦法就是使用示波器和電子負(fù)載儀來(lái)測(cè)試它的穩(wěn)定性和負(fù)載能力，但這不是普通消費(fèi)者能夠做到的?；蛘?，另一個(gè)辦法就是通過(guò)模擬真實(shí)使用環(huán)境，通過(guò)大量增加負(fù)載來(lái)測(cè)試其實(shí)際水平，但這也不是在購(gòu)買(mǎi)電源的時(shí)候所能做的。 所以，我們借對(duì)于近一段時(shí)間非常受矚目的電源某品牌的某品牌電源的分析，來(lái)給

40、大家介紹一下如何從電腦電源的電路設(shè)計(jì)與基本參數(shù)來(lái)判斷一個(gè)電源的真實(shí)性能。 某品牌是著名的電源品牌之一，某品牌的這一次將其引入國(guó)內(nèi)推出了"X"系列電源，以"真實(shí)功率"作為主要宣傳賣(mài)點(diǎn)。"XX版"是其中最為高檔的版本，其最大功率為400W。這款產(chǎn)品的主要特點(diǎn)包括：使用鋁鎂合金的外殼、帶有可調(diào)風(fēng)扇轉(zhuǎn)速功能、獨(dú)有的"磁放大技術(shù)"和"主動(dòng)式PFC"設(shè)計(jì)。其中后兩點(diǎn)我們將在后續(xù)的章節(jié)中予以介紹。當(dāng)然，通過(guò)3C認(rèn)證也是不可缺少的。 電腦電源的工作原理 "電源"，嚴(yán)格意義上應(yīng)該稱為"

41、;電源轉(zhuǎn)換器"，因?yàn)樗⒉荒苷嬲a(chǎn)生電能（能夠做到這一點(diǎn)的只有電池和發(fā)電機(jī)），而只是將一種電能形式轉(zhuǎn)換為另一種形式。其中最主要的轉(zhuǎn)換方式，就是將便于傳輸?shù)母邏航涣麟娹D(zhuǎn)換為大多數(shù)電器所使用的低壓直流電（但并非所有電源都是如此，物理學(xué)或化學(xué)試驗(yàn)中使用的"整流線圈"電源就是用于將低壓電轉(zhuǎn)換為高壓電的）。 此主題相關(guān)圖片如下：最簡(jiǎn)化的電源電路示意圖 在多媒體音箱中，我們就可以看到最簡(jiǎn)單的電源形式，它的電路結(jié)構(gòu)可以參照示意圖。其基本原理就是通過(guò)一個(gè)變壓器將高壓交流電轉(zhuǎn)換為低壓交流電，然后通過(guò)一個(gè)二極管"全橋"將低壓交流電轉(zhuǎn)換為脈沖直流電（由于二極管具有單

42、向?qū)щ姷奶攸c(diǎn)，所以交流電的"負(fù)周期"被完全截止，從而變成直流電），然后通過(guò)一組濾波電容將脈沖直流電轉(zhuǎn)換為普通的恒流直流電（電容在脈沖的上升段被充電，在下降段放電，從而將脈沖"摸平"）。 但是，由于市電的頻率只有50Hz，所以在簡(jiǎn)單電源中只能使用剩磁特性較強(qiáng)的矽鋼片變?nèi)萜?，這種變?nèi)萜鞯捏w積大、效率低，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)大量發(fā)熱，用于對(duì)功率轉(zhuǎn)換效率要求較低的音響電源尚可（很多體積巨大的專業(yè)功放其總功率高達(dá)上千W,但實(shí)際用于推動(dòng)音箱的只有幾十W而已），用于對(duì)體積和輸出功率都有高要求的電腦電源則絕對(duì)不可以。 既然變壓器在50Hz下的工作效率不高，能否將頻率提高呢？這

43、就是電腦電源設(shè)計(jì)的中心思想：提高工作頻率來(lái)減少變壓器的體積和重量。這種電源稱之為"開(kāi)關(guān)電源"。 此主題相關(guān)圖片如下：開(kāi)關(guān)電源電路示意圖 電腦上使用的ATX開(kāi)關(guān)電源首先通過(guò)耐高壓二極管和耐高壓電容對(duì)市電進(jìn)行整流和濾波而直接輸出高壓直流電，然后用開(kāi)關(guān)電路將直流電轉(zhuǎn)換為高頻率的脈動(dòng)直流電并送到高頻開(kāi)關(guān)變壓器上，此時(shí)可以選擇體積小巧的鐵氧體變壓器來(lái)完成高壓到低壓的轉(zhuǎn)換，然后再對(duì)輸出的低壓電進(jìn)行整流和濾波并最后輸出，它的結(jié)構(gòu)可以參見(jiàn)附圖。 實(shí)際電路中選用大功率的三極管或場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)做為開(kāi)關(guān)，根據(jù)控制電路的信號(hào)導(dǎo)通和截止，工作頻率達(dá)到數(shù)十KHz或數(shù)百KHz，然后與開(kāi)關(guān)變壓器、高、低壓整流

44、濾波電路就構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)易的開(kāi)關(guān)電源。當(dāng)需要提升輸出電壓時(shí)就增加開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通的時(shí)間，反之則增加截止的時(shí)間，控制十分靈活。 與音響電源相比，電腦使用的ATX開(kāi)關(guān)電源最大的區(qū)別就在于不是先降壓再將交流電轉(zhuǎn)為直流電，而是通過(guò)高壓電路先將電流轉(zhuǎn)為高壓直流電，再通過(guò)變壓器進(jìn)行降壓。它的體積和重量都要減少很多，不過(guò)由于其高壓電路較為復(fù)雜，所以對(duì)元件的要求要高得多，而且控制電路要復(fù)雜的多。 開(kāi)關(guān)電源體積小、重量輕、轉(zhuǎn)換效率高、自身發(fā)熱量小的諸多優(yōu)點(diǎn)決定其成為工業(yè)設(shè)備的首選電源，只是開(kāi)關(guān)電源的電磁輻射和干擾會(huì)比較大。 電腦電源的電路結(jié)構(gòu) 上面，簡(jiǎn)單介紹了電腦電源的工作原理，下面我們結(jié)合某品牌電源來(lái)介紹一下電腦電源

45、的電路結(jié)構(gòu)。 ATX電源由內(nèi)部的電源線路板、元件、外部的殼體和各種接口插件組成，金屬的殼體起屏蔽作用，防止電磁輻射，但必須預(yù)留進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)口以供電源自身和機(jī)箱的散熱，在出風(fēng)口上安裝風(fēng)扇能加強(qiáng)散熱的效果，而通風(fēng)口上安裝的柵欄的間隙大小也會(huì)影響到通風(fēng)的質(zhì)量，所以大多采用鋼網(wǎng)來(lái)做柵欄，或者將柵欄自己的寬度沖壓的很窄。某品牌電源在電源的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口都設(shè)計(jì)了風(fēng)扇。 此主題相關(guān)圖片如下：某品牌電路的內(nèi)部電路 電源外殼上安裝了交流電輸入插座，有的電源還安裝一個(gè)交流輸出插座供顯示器使用，這個(gè)輸出插座并聯(lián)在輸入插座上，與電源內(nèi)部的電路沒(méi)有任何關(guān)系，那些擔(dān)心外接個(gè)顯示器就要分擔(dān)電源功率的想法完全沒(méi)有必要。由于AT

46、X電源內(nèi)部的待機(jī)電路與外界電源總是連接著并為電源的主電路和主板的啟電路提供啟動(dòng)電壓，因此即使關(guān)機(jī)后也要拔掉電源線才能拔插電腦內(nèi)的板卡，某品牌電源設(shè)計(jì)有硬開(kāi)關(guān)，可以完全切斷外界的供電，使用更加方便。 此主題相關(guān)圖片如下：一級(jí)EMI電路 交流電源插座上焊接的是一級(jí)EMI電源濾波器電路，這是一塊獨(dú)立的電路板，是交流電輸入后所經(jīng)過(guò)的第一組電路，這個(gè)由扼流圈和電容組成的低通網(wǎng)絡(luò)能濾除電源線上的高頻雜波和同相干擾信號(hào)，同時(shí)也將電源內(nèi)部的干擾信號(hào)屏蔽起來(lái)，構(gòu)成了電源抗電磁干擾的第一道防線。 此主題相關(guān)圖片如下：二級(jí)EMI電路 市電進(jìn)入電源板后先通過(guò)電源保險(xiǎn)絲，然后再次經(jīng)過(guò)由電感和電容組成的第2道EMI電路以

47、充分濾除高頻雜波，然后再經(jīng)過(guò)限流電阻進(jìn)入高壓整流濾波電路。保險(xiǎn)絲能在電源功率太大或元件出現(xiàn)短路時(shí)熔斷以保護(hù)電源內(nèi)部的元件，而限流電阻含有金屬氧化物成分，能限制瞬間的大電流，減少電源對(duì)內(nèi)部元件的電流沖擊。對(duì)于EMI電路的分析，我們將在后面介紹3C標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候加以分析。 經(jīng)過(guò)EMI后的市電，經(jīng)過(guò)全橋整流和電容濾波后就變成了高壓的直流電，其中全橋就是封裝在一起的四個(gè)二極管，有的電源干脆就安裝了4個(gè)分立的二極管，作用相同。 全橋后面的兩個(gè)高大的桶狀元件就是高壓電解電容，其作用是將脈動(dòng)的直流電濾除交流成分而輸出比較平穩(wěn)的直流電，這兩個(gè)電容的使用與開(kāi)關(guān)電路的設(shè)計(jì)有密切關(guān)系，其容量往往是以往電源評(píng)測(cè)時(shí)的焦點(diǎn)，

48、但實(shí)際上它的容量和電源的功率毫無(wú)關(guān)系，但增大它的容量會(huì)減小電源的紋波干擾，提高電源的電流輸出質(zhì)量。 經(jīng)過(guò)了交直流轉(zhuǎn)換，下面就要進(jìn)入ATX開(kāi)關(guān)電源的心臟開(kāi)關(guān)電路了。開(kāi)關(guān)電源顧名思義其核心就是開(kāi)關(guān)二字，實(shí)際電路中使用兩個(gè)大功率的開(kāi)關(guān)管輪流導(dǎo)通和截止將直流電轉(zhuǎn)換為高頻率的脈動(dòng)直流電并送到高頻開(kāi)關(guān)變壓器上進(jìn)行降壓，這樣就完成了高電壓直流高頻率高電壓脈沖高頻率低電壓脈沖低電壓直流的轉(zhuǎn)換過(guò)程。開(kāi)關(guān)管的品質(zhì)直接決定了電源的穩(wěn)定性，它也是電源中主要的發(fā)熱元件，拆開(kāi)電源后看到的主散熱片上的兩個(gè)晶體管就是開(kāi)關(guān)管。高頻開(kāi)關(guān)變壓器同樣是整個(gè)電路中的核心部件，講究的是鐵氧體的效率、磁芯截面積的大小和磁隙的寬度，截面積過(guò)

49、小的變壓器容易產(chǎn)生磁飽和而無(wú)法輸出較大的功率，各個(gè)繞組的匝數(shù)直接影響輸出的電壓，通常我們無(wú)法具體的掌握這些參數(shù)，所以無(wú)法準(zhǔn)確的判斷變壓器到底能輸出多大的功率。另外，開(kāi)關(guān)變壓器的輸出端雖然很多，但其中的某些輸出端使用的卻是相同的繞組，比如+3.3VDC和+5VDC就是這樣，所以當(dāng)+3.3VDC輸出最大電流時(shí)+5VDC就無(wú)法輸出很大的電流了，就是由于這個(gè)原因我們不能將電源各個(gè)輸出端的功率進(jìn)行簡(jiǎn)單的累加。 在主變壓器旁邊的兩個(gè)小變壓器也有各自的作用，其中一個(gè)將開(kāi)關(guān)電路控制信號(hào)進(jìn)行放大以驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管進(jìn)行工作，同時(shí)還可以將開(kāi)關(guān)管工作的高壓區(qū)和集成電路工作的低壓區(qū)進(jìn)行物理隔離。另外一個(gè)完全是一套獨(dú)立的小型開(kāi)

50、關(guān)電源，這就是我們所說(shuō)的待機(jī)電路，其輸出的電壓為電源的主電路供電，同時(shí)通過(guò)+5VSB端輸出到主板來(lái)實(shí)現(xiàn)喚醒功能。 此主題相關(guān)圖片如下：低壓整流濾波電路 經(jīng)過(guò)高頻開(kāi)關(guān)變壓器降壓后的脈動(dòng)電壓同樣要使用二極管和電容進(jìn)行整流和濾波，只是此時(shí)整流時(shí)的工作頻率很高，必須使用具有快速恢復(fù)功能的肖特基整流二極管，普通的整流二極管難當(dāng)此任，而整流部分使用的電容也不能有太大的交流阻抗，否則就無(wú)法濾除其中的高頻交流成分，因此選擇的電容不但容量要大，還要有較低的交流電阻才行，此外還能見(jiàn)到1、2個(gè)體積碩大的帶磁心的電感線圈，與濾波電容一起濾除高頻的交流成分，保證輸出純凈的直流電。 由于低壓整流端需要輸出很大的電流，所以

51、整流二極管同樣會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，這些二極管與前面的開(kāi)關(guān)管都需要單獨(dú)的散熱片進(jìn)行散熱，電源中另一個(gè)散熱片上所固定的就是這些元件。從這些元件輸出的就是各種不同電壓的輸出電流了。 電源板的另外一角就是這個(gè)電源的控制中心了，這里關(guān)鍵的部件是PWM電源管理集成電路，輔助的電路還包括基準(zhǔn)電壓電路、取樣電路、比較電流和保護(hù)電路等等，往往十分復(fù)雜。電源內(nèi)部還需要對(duì)過(guò)壓、過(guò)流、欠壓、過(guò)載、過(guò)熱等進(jìn)行保護(hù)，這些也是電源中的電路。 機(jī)箱帶電的原因 很多人都遇到過(guò)一種現(xiàn)象，那就是在觸摸機(jī)箱的時(shí)候會(huì)有輕微的觸電感發(fā)生。一些朋友往往誤以為是電腦"漏電"從而忐忑不已。其實(shí)這是一種正?，F(xiàn)象。 電源內(nèi)部是一

52、個(gè)電磁環(huán)境高度惡劣的場(chǎng)所，在這個(gè)空間內(nèi)有大量的高頻交變電流流動(dòng)，從而產(chǎn)生出強(qiáng)大的干擾電場(chǎng)（不信可以作個(gè)試驗(yàn)，將一臺(tái)正常工作的電腦上的電源外殼拆下，再原樣裝回去，電腦就會(huì)變得不能啟動(dòng)），這些電場(chǎng)都被電源外殼屏蔽掉。但與此同時(shí)，電源外殼上也會(huì)有感應(yīng)電壓產(chǎn)生。而且由于電源濾波電路的中點(diǎn)保護(hù)接地（就是兩個(gè)大濾波電容的接地端）連接在電源外殼上（為了對(duì)地取零），所以外殼上也會(huì)有一個(gè)恒定的對(duì)地電壓。電源外殼的帶電也會(huì)導(dǎo)致機(jī)箱外殼的帶電。但不管是哪一種情況，其電壓雖高，但電流極小，所以雖然有觸電的刺痛感，但不會(huì)當(dāng)真觸電。 正常情況下，這個(gè)電壓并不會(huì)有所反映，因?yàn)殡娫吹耐鈿な呛碗娫淳€的零線連接的，當(dāng)零線正常連接

53、時(shí)，電流會(huì)被零線導(dǎo)走。然而在很多人家里，電源插座的零線往往并不會(huì)正確連接，此時(shí)零線形同虛設(shè)，"漏電"感就會(huì)出現(xiàn)了。解決這一問(wèn)題的方法就是正確連接零線，除了連接入戶零線外，也可以自制零線。但要注意使用燃?xì)夤艿篮妥詠?lái)水管道作為接地是絕不可以的！前者會(huì)由于電火花引起管道爆炸，而后者看似可靠，也為一些不了解電工常識(shí)的人所推薦，但其實(shí)由于自來(lái)水管的導(dǎo)電性極佳，在出現(xiàn)短路時(shí)，其漏電電流足以達(dá)到有生命危險(xiǎn)的程度！ 3C認(rèn)證電源的特點(diǎn) 3C認(rèn)證是2003年實(shí)施的新的電器強(qiáng)制認(rèn)證，包含了電器性能、安全、環(huán)保等多方面的規(guī)定。具體到電源上，3C認(rèn)證在安全等方面的規(guī)定與以前的長(zhǎng)城認(rèn)證等大同小異，最

54、主要的區(qū)別在于增加了抗干擾方面的強(qiáng)制規(guī)定。一般來(lái)說(shuō)，3C電源簡(jiǎn)單的看，比傳統(tǒng)電源最大的區(qū)別就是二級(jí)EMI電路的應(yīng)用和PFC電路的應(yīng)用。 EMI電路由規(guī)格合適的扼流圈和電容組成，交流電流經(jīng)這個(gè)電路時(shí)，其中的高頻雜訊會(huì)在其中振蕩而不能通過(guò)。傳統(tǒng)的電源認(rèn)證只是非強(qiáng)制性要求使用一級(jí)EMI電路，而3C認(rèn)證則要求至少使用兩級(jí)EMI電路，除電源輸入段需要一級(jí)外，在整流電路前還需要一級(jí)。 3C認(rèn)證電源的另一個(gè)主要特點(diǎn)就是PFC電路。 PFC的意思是"功率因數(shù)校正"，PFC電路的主要用途就是提高電能的利用效率。對(duì)于電腦電源來(lái)說(shuō)，由于它的電流和電壓在轉(zhuǎn)換過(guò)程中存在相位差，所以不僅會(huì)損失功率，而

55、且會(huì)造成電流紋波干擾的增強(qiáng)。所以3C認(rèn)證中強(qiáng)制要求使用PFC電路。 挑選電源的要點(diǎn) 選擇電源，有一個(gè)不成文的方法比較重的電源，一般品質(zhì)都比較高，為什么？ 這就需要我們知道，比較重的電源，都重在什么地方了。 一個(gè)電源中，絕大部分電子元件都是沒(méi)有多少重量的，盡管可能比較好的電源在這些方面更加舍得投入一些，但整體的重量差別也不會(huì)太大。它的主要重量，除了殼體、散熱片這些比較外在的東西之外，主要集中在這樣幾個(gè)部件上 1、變壓器，電源中的三組變壓器，這是電源的核心部件，特別是最大的一個(gè)開(kāi)關(guān)變壓器，它的承載功率直接決定著電源的輸出功率； 2、高壓濾波電容，也就是最大的兩個(gè)"牛奶瓶"，它們

56、的容量并不影響電源的輸出功率，但會(huì)決定電源輸出電流的純凈程度； 3、PFC線圈，通過(guò)3C認(rèn)證的電源都包括有PFC線路，大部分電源所使用的無(wú)源PFC元件都是一個(gè)大尺寸的鐵心線圈，它的規(guī)格加大有助于減小輸出電流的紋波干擾； 4、低壓濾波電路，它的重量主要來(lái)自于電路中幾個(gè)大功率的扼流圈，用于減少輸出電流中的干擾。 很顯然，這些電路是決定一個(gè)電源功率與穩(wěn)定性的主要部分，在電源中還有其他很多電路，但它們或者需要與上述的電路配套或者屬于輔助電路，所以這幾項(xiàng)電路的規(guī)格較高就代表了電源本身的實(shí)際水平。而顯然，這些元件的規(guī)格我們通過(guò)電源的通風(fēng)口就可看到。 3C電源要求雙重EMI電路，所以符合3C標(biāo)準(zhǔn)的電源，在內(nèi)

57、部電源輸入口的位置上應(yīng)該有一塊獨(dú)立的電路板作為一級(jí)EMI電路。如果從外面看不見(jiàn)這塊電路板，那么就說(shuō)明這款電源不具有EMI電路或者只有一級(jí)EMI電路。 評(píng)判一個(gè)電源的真實(shí)水準(zhǔn)，還要看其電路的設(shè)計(jì)、開(kāi)關(guān)管和整流管的選擇等等，但是按照一般的規(guī)律，看以上的幾項(xiàng)電路的規(guī)格（簡(jiǎn)單的說(shuō)就是從外表看其大小和重量，當(dāng)然這不是嚴(yán)格的方式，但可以算是一種經(jīng)驗(yàn)），就可以粗略判斷出一個(gè)電源的等級(jí)。因?yàn)檫@些電路規(guī)格較高的話，其他部分一般也不會(huì)太差，而這些主要元件不好，其他部分也很難想象會(huì)使用好的部件。 電源銘牌都寫(xiě)了什么？電源功率的估算與功率分配 打開(kāi)電源的外殼后一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的用戶能夠了解電源的工藝水平，但并不能估算出電源

58、輸出的實(shí)際功率，而且大多數(shù)經(jīng)銷商是不會(huì)給用戶這樣的機(jī)會(huì)的，所以電源的輸出功率、各端的最大輸出電流等指標(biāo)通常都標(biāo)注在電源的銘牌上，大家只要了解了電源銘牌的含義就能根據(jù)ATX的規(guī)定判斷一個(gè)電源的好壞。 X版電源的銘文 電源的銘牌上首先會(huì)標(biāo)明各個(gè)輸出端能夠輸出的最大電流，通過(guò)"功率電壓X電流"的公式就能換算出各項(xiàng)的輸出功率，這些電壓包括了+3.3VDC、+5VDC、+12VDC、+5VSB和-5VDC、-12VDC，用戶首先可以根據(jù)這個(gè)電流和功率進(jìn)行選擇，比如用戶的硬盤(pán)、光驅(qū)較多時(shí)就要選擇+12VDC輸出端電流較大的電源。 許多朋友以為將電源銘牌上各端輸出的最大功率累加后就是這個(gè)

59、電源的最大輸出功率，這種算法可是錯(cuò)誤的哦，ATX標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)制定了多種功率輸出時(shí)各個(gè)電壓輸出端的最大輸出電流，要求電源廠家在銘牌上對(duì)電源的+3.3VDC、+5VDC和+12VDC等輸出端的最大電流作出具體的說(shuō)明，由于+3.3VDC和+5VDC共用變壓器的一組繞組，不可能同時(shí)輸出其標(biāo)稱的最大電流，所以ATX標(biāo)準(zhǔn)還規(guī)定廠家應(yīng)該說(shuō)出它們合并輸出的最大功率。其實(shí)+3.3VDC、+5VDC和+12VDC三者之間也有類似的限制，為了體現(xiàn)這種相互的制約，ATX標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)繪制了三端電壓輸出的功率分配圖，其中被曲線包圍的區(qū)域才是這個(gè)電源能夠?qū)嶋H輸出的功率和電流大小，這個(gè)指標(biāo)要比標(biāo)電源銘牌上各端功率之和要小的多！但卻體

60、現(xiàn)了電源真實(shí)的輸出能力，對(duì)于沒(méi)有標(biāo)注輸出功率的電源，我們可以根據(jù)這些圖表來(lái)推算電源的實(shí)際功率。 按照一般的規(guī)律，電腦電源的5VDC最大輸出功率乘以10，就是該電源的最大輸出功率，不過(guò)在新的ATX12V 1.3規(guī)格電源上，由于減小了+5VDC的輸出，所以乘以的數(shù)值還要大一些，大概在11到12倍左右。了解這一點(diǎn)，就可以知道電源的真實(shí)功率水平而不受廠商宣傳的影響。 另外要留意電源通過(guò)的電磁和安全認(rèn)證，往往正規(guī)廠家的產(chǎn)品都會(huì)通過(guò)數(shù)項(xiàng)安全認(rèn)證，并標(biāo)注在銘牌上。 電腦電源輸出線顏色的含義與功率的分配 電腦電源的輸出線路遠(yuǎn)比大多數(shù)電器的輸出線路復(fù)雜，花花綠綠一大把線。其實(shí)其中大部分輸出線都連接在同樣的焊點(diǎn)上，只是輸出設(shè)備不同所以需要多根連線而已。 同樣顏色的輸出線，其輸出電壓都是一致的。電腦電源上的輸出線共有九種顏色，其中在主板20針插頭上的綠色和灰色線，是主板啟動(dòng)的信號(hào)線。而黑色線則是地線。其他的各種顏色的輸出線的含義如下：紅色線：5VDC輸出，用于驅(qū)動(dòng)除磁盤(pán)、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器馬達(dá)以外的大部分電路，包括磁盤(pán)、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的控制電路，在傳統(tǒng)上CPU、內(nèi)存、板卡的供電也都由5VDC供給，但進(jìn)入PII時(shí)代后，這些設(shè)備的供電需求越來(lái)越大，導(dǎo)致5VDC電流過(guò)大，所以新的電源標(biāo)準(zhǔn)將其部分功能轉(zhuǎn)移到其他輸出上，目前主板特別是P4、Athlon64等新式主板對(duì)于5VDC的要求越來(lái)越小。但如果你的機(jī)器是老式的單電