計(jì)算機(jī)電源及開(kāi)關(guān)電源原理介紹

電源對(duì)于電腦的作用，猶如心臟對(duì)于人體，其重要性絕對(duì)不容忽視。電源的好壞直接影響著電腦的使用壽命，因電源質(zhì)量問(wèn)題造成系統(tǒng)不穩(wěn)定、無(wú)法啟動(dòng)甚至元配件的燒毀時(shí)有所聞。那么，怎樣才算是優(yōu)質(zhì)電源呢？

■電源的分類(lèi)

AT電源

功率一般為150W～220W，共有四路輸出（土5V、土12V），另向主板提供一個(gè)P.G.信號(hào)。輸出線為兩個(gè)六芯插座和幾個(gè)四芯插頭，兩個(gè)六芯插座給主板供電。AT電源采用切斷交流電網(wǎng)的方式關(guān)機(jī)。在ATX電源未出現(xiàn)之前，從286到586計(jì)算機(jī)由AT電源一統(tǒng)江湖。隨著ATX電源的普及，AT電源如今漸漸淡出市場(chǎng)。

ATX電源

Intel l997年2月推出ATX 2.01標(biāo)準(zhǔn)。和AT電源相比，其外形尺寸沒(méi)有變化，主要增加了+3.3V和+5V StandBy兩路輸出和一個(gè)PS---ON信號(hào)，輸出線改用一個(gè)20芯線給主板供電。

隨著CPU工作頻率的不斷提高，為了降低CPU的功耗以減少發(fā)熱量，需要降低芯片的工作電壓，所以，由電源直接提供3.3V輸出電壓成為必須。+5V StandBy也叫輔助+5V，只要插上220V交流電它就有電壓輸出。PS---ON信號(hào)是主板向電源提供的電平信號(hào)，低電平時(shí)電源起動(dòng)，高電平時(shí)電源關(guān)閉。利用+5V SB和PS——ON信號(hào)，就可以實(shí)現(xiàn)軟件開(kāi)關(guān)機(jī)器、鍵盤(pán)開(kāi)機(jī)、網(wǎng)絡(luò)喚醒等功能。輔助5V始終是工作的，有些ATX電源在輸出插座的下面加了一個(gè)開(kāi)關(guān)，可切斷交流電源輸入，徹底關(guān)機(jī)。

Micro ATX電源

Micro ATX是Intel在ATX電源之后推出的標(biāo)準(zhǔn)，主要目的是降低成本。其與ATX的顯著變化是體積和功率減小了。ATX的體積是150mm×140mm×86mm，Micro ATX的體積是125mm×100mm×63.51mm；ATX的功率在220W左右，Micro ATX的功率是90W～145W。

■開(kāi)關(guān)電源的基本原理

開(kāi)關(guān)電源主要包括輸入電網(wǎng)濾波器、輸入整流濾波器、變換器、輸出整流濾波器、控制電路、保護(hù)電路。它們的功能是：

1.輸入電網(wǎng)濾波器：消除來(lái)自電網(wǎng)，如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、電器的開(kāi)關(guān)、雷擊等產(chǎn)生的干擾，同時(shí)也防止開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的高頻噪聲向電網(wǎng)擴(kuò)散。

2.輸入整流濾波器：將電網(wǎng)輸入電壓進(jìn)行整流濾波，為變換器提供直流電壓。

3.變換器：是開(kāi)關(guān)電源的關(guān)鍵部分。它把直流電壓變換成高頻交流電壓，并且起到將輸出部分與輸入電網(wǎng)隔離的作用。

4.輸出整流濾波器：將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的直流電壓，同時(shí)還防止高頻噪聲對(duì)負(fù)載的干擾。

5.控制電路：檢測(cè)輸出直流電壓，并將其與基準(zhǔn)電壓比較，進(jìn)行放大。調(diào)制振蕩器的脈沖寬度，從而控制變換器以保持輸出電壓的穩(wěn)定。

6.保護(hù)電路：當(dāng)開(kāi)關(guān)電源發(fā)生過(guò)電壓、過(guò)電流短路時(shí)，保護(hù)電路使開(kāi)關(guān)電源停止工作以保護(hù)負(fù)載和電源本身。

有的讀者會(huì)產(chǎn)生這樣的疑問(wèn)，先把220V的交流變成了直流，然后通過(guò)變換器把直流變成交流，最后又把交流變成直流輸出，兜了這么大的一個(gè)圈子，干嗎不把220V的交流電直接變成所需要的直流呢？其實(shí)，交流市電先由電源變壓器變壓，整流濾波后得到未穩(wěn)定的直流電壓，再經(jīng)過(guò)調(diào)整后得到所需要的直流電壓，這種電源技術(shù)很成熟，可以達(dá)到很高的穩(wěn)定度，波紋也很小，而且沒(méi)有開(kāi)關(guān)電源具有的干擾與噪音。但是它的缺點(diǎn)是需要龐大而笨重的功頻變換器，所需的濾波電容的體積和重量也相當(dāng)大，而且調(diào)整管是工作在線性狀態(tài)，調(diào)整管上有一定的電壓降，在輸出較大工作電流時(shí)，致使調(diào)整管的功耗太大，轉(zhuǎn)換效率低，還要安裝很大的散熱片?？傊@種電源不適合計(jì)算機(jī)用。

開(kāi)關(guān)電源主要有以下特點(diǎn)：

1.體積小、重量輕

由于沒(méi)有工頻變壓器，所以體積和重量只有線性電源的20～30%。

2.功耗小、效率高

功率晶體管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，所以晶體管上的功耗小，轉(zhuǎn)化效率高，一般為60～70%，而線性電源只有30～40%。

■電源的技術(shù)指標(biāo)

輸出電壓的穩(wěn)定性

電壓太低計(jì)算機(jī)無(wú)法工作，電壓太高會(huì)燒壞機(jī)子。

輸出電壓的紋波

我們要的是干凈的直流電，交流成分越小越好，紋波大會(huì)對(duì)芯片造成不良影響。

Power Good信號(hào)

Power Good信號(hào)簡(jiǎn)稱(chēng)P.G.或P.OK信號(hào)。該信號(hào)是直流輸出電壓檢測(cè)信號(hào)和交流輸入電壓檢測(cè)信號(hào)的邏輯，與TTL信號(hào)兼容。當(dāng)電源接通之后，如果交流輸入電壓在額定工作范圍之內(nèi)，且各路直流輸出電壓也已達(dá)到它們的最低檢測(cè)電平（+5V輸出為4.75V以上），那么經(jīng)過(guò)100ms～500ms的延時(shí)，P.G.電路發(fā)出“電源正?！钡男盘?hào)（P.OK為高電平）。當(dāng)電源交流輸入電壓降至安全工作范圍以下或+5V電壓低于4.75V時(shí)，電源送出“電源故障”信號(hào)。Power Fail應(yīng)在5V下降至4.75V之前至少1ms降為小于0.3V的低電平，且下降沿的波形應(yīng)陡峭，無(wú)自激振蕩現(xiàn)象發(fā)生。

P.G.信號(hào)非常重要，即使電源的各路直流輸出都正常，如果沒(méi)有P.G.信號(hào)，主板還是沒(méi)法工作。如果P.G.信號(hào)的時(shí)序不對(duì)，可能會(huì)造成開(kāi)不了機(jī)。

電源的功率

電源的功率不是越大越好。經(jīng)測(cè)試，一臺(tái)帶Modem卡、網(wǎng)卡、聲卡、光驅(qū)、硬盤(pán)的PⅡ多媒體主機(jī)實(shí)際功率不足100W，所以不能盲目追求大功率，關(guān)鍵在于電源總體性能和質(zhì)量，對(duì)于普通用戶，200W的電源綽綽有余。

輸入技術(shù)指標(biāo)

輸入技術(shù)指標(biāo)有輸入電源相數(shù)、額定輸入電壓，電壓的變化范圍、頻率、輸入電流等。輸入電源的額定電壓因各國(guó)或地區(qū)不同而異，我國(guó)為220V。開(kāi)關(guān)電源的電壓范圍比較寬，一般為180V～260V。交流輸入功率為50Hz或60Hz，在頻率變化范圍影響開(kāi)關(guān)電源的特性時(shí)多為47Hz～63Hz。

開(kāi)關(guān)電源最大輸入電流是指輸入電壓為下限值和輸出電壓及電流為上限值的輸入電流。

額定輸入電流是指輸入電壓、輸出電壓和輸出電流為額定值時(shí)的輸入電流。

沖擊電流是指以規(guī)定的時(shí)間間隔對(duì)輸入電壓進(jìn)行通斷操作時(shí)，輸入電流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)之前流經(jīng)的最大瞬時(shí)電流。對(duì)于開(kāi)關(guān)電源，沖擊電流是輸入電源接通和其后輸出電壓上升時(shí)流經(jīng)的電流。它受輸入開(kāi)關(guān)能力的限制，峰值電流一般為30A～50A。

隨著電腦的普及，做為主機(jī)心臟的計(jì)算機(jī)電源也日益被人們所重視。但現(xiàn)階段的電源市場(chǎng)魚(yú)龍混雜，一些商家為了尋找賣(mài)點(diǎn)，不時(shí)拋出一些誤導(dǎo)性言論，如“電源功率越大越好、版本越新越好”等，從而形成了一個(gè)選購(gòu)誤區(qū)。