電腦硬件基礎(chǔ)篇電源（電源工作原理及作用_特性參數(shù)及型號(hào)和位置）

電腦電源是把220V交流電，轉(zhuǎn)換成直流電，并專門為電腦配件如CPU、主板、硬盤、內(nèi)存條、顯卡、光盤驅(qū)動(dòng)器等供電的設(shè)備，是電腦各部件供電的樞紐，是電腦的重要組成部分。

目前PC電源大都是開關(guān)型電源。

電源的工作原理

微機(jī)電源的工作原理是：220V 市電輸入經(jīng)濾波及整流之后變成309V 直流電壓，該直流電壓被送到脈寬調(diào)制器（PWM）功率轉(zhuǎn)換線路，在PWM 控制線路控制下，變成幅值在300V 的矩形波，再經(jīng)高頻變壓器降壓及整流濾波即可輸出＋12V 、＋5V 的直流穩(wěn)定電壓。通過控制300V 矩形方波的占空比即可以得到穩(wěn)定的直流輸出值，這也就是反饋穩(wěn)壓的主要原理。

目前常見的微機(jī)電源功率從130W 到250W 不等，最常用的便是250W 的。在電源內(nèi)部有一個(gè)110V/ 220V 的選擇開關(guān)，因?yàn)槲覈?guó)市電采用220V 的標(biāo)準(zhǔn)，所以國(guó)內(nèi)制造或組裝的微機(jī)電源絕大部分將11OV/ 220V 開關(guān)剪下焊接在220V 的一端。電源內(nèi)部最容易損壞的部件是保險(xiǎn)管，其規(guī)格通常為10A 。在更換時(shí)，需注意保險(xiǎn)管金屬帽上的標(biāo)號(hào)，一定要更換規(guī)格相同的產(chǎn)品。

如果規(guī)格過大，當(dāng)有過高電流出現(xiàn)時(shí)，那么保險(xiǎn)管就起不了作用，此時(shí)很有可能將電腦燒毀;如果更換的保險(xiǎn)管規(guī)格較小，那么就不能滿足電腦的用電需求，導(dǎo)致死機(jī)現(xiàn)象頻繁。另外，微機(jī)的電源一般都具有完善的自我保護(hù)功能，在直流負(fù)載發(fā)生短路時(shí)，它們可以自動(dòng)切斷電源，而在負(fù)載故障消失時(shí)，又能自動(dòng)恢復(fù)正常供電功能。

電源的重要指標(biāo)

1.效率

電源的輸出功率與輸入功率的百分比。測(cè)量條件一般是滿負(fù)載，輸入交流電壓為標(biāo)準(zhǔn)值。

2.輸出電壓保持時(shí)間

即在開關(guān)電源的輸入電壓撤消后，輸出電壓的保持時(shí)間。

3.隔離電壓

電源電路中的任何一部分與電源基板地線之間的最大電壓，或者能夠加在開關(guān)電源的輸入端和輸出端之間的最大直流電壓。

4.電網(wǎng)穩(wěn)定度（線性調(diào)整率）

輸出電壓隨著輸入電壓在指定范圍內(nèi)變化而變化的百分率。其應(yīng)用條件是負(fù)載和周圍的溫度保持恒定。

5.負(fù)載穩(wěn)定度

輸出電壓隨著負(fù)載在指定范圍內(nèi)變化而變化的百分率，條件是輸入電壓和周圍的溫度保持恒定。

6.噪音和紋波

附加在直流輸出電壓上的交流電壓和高頻尖峰信號(hào)的峰值，通常我們以MV 為度量。

7.過載或過流保護(hù)

防止因負(fù)載過大，使輸出電流超過原設(shè)計(jì)的額定值而造成電源損壞。

8.過壓保護(hù)

當(dāng)輸出電壓超過額定值時(shí)，電源會(huì)迅速自動(dòng)關(guān)閉，停止輸出，以防燒毀供電設(shè)備。

9.電磁干擾

即那些由開關(guān)電源的開關(guān)器件產(chǎn)生的，不希望傳輸和發(fā)射的高頻能量頻譜。

電源的作用

臺(tái)式電腦電源的作用主要有兩個(gè)，分別是變壓和供電。

電腦電源是把220V交流電，轉(zhuǎn)換成直流電，并專門為電腦配件如主板、驅(qū)動(dòng)器、顯卡等供電的設(shè)備，是電腦各部件供電的樞紐，是電腦的重要組成部分。目前PC電源大都是開關(guān)型電源。

電源分類型號(hào)

AT 電源

AT 電源的功率一般都在150W ～250W 之間，共有4 路輸出（正負(fù)5V，正負(fù)12V），另外向主板提供一個(gè)PG（接地）信號(hào)。輸出線為兩個(gè)6 芯插座和幾個(gè)4 芯插頭，其中兩個(gè)6 芯插座為主板提供電力。AT 電源采用切斷交流電網(wǎng)的方式關(guān)機(jī)，不能實(shí)現(xiàn)軟件開關(guān)機(jī)，這也是很多電腦用戶不滿的地方所在。

在ATX 電源規(guī)格沒有出臺(tái)之前，從286 一直到早期的586，一直采用的是AT 電源為主板供電，應(yīng)該說這是電腦市場(chǎng)上存活時(shí)間最久、覆蓋面最廣的電源規(guī)格。不過隨著ATX 電源的逐漸普及，AT 電源如今已經(jīng)淡出市場(chǎng)了。

ATX 電源

ATX 電源是Intel 公司1997 年2 月開始推出的電源結(jié)構(gòu)。和以前的AT 電源相比較，在外形規(guī)格和尺 寸方面并沒有發(fā)生什么本質(zhì)上的變化，但在內(nèi)部結(jié)構(gòu)方面卻做了相當(dāng)大的改動(dòng)。最明顯的就是增加了正 負(fù)3.3V 和正5V StandBy 兩路輸出和一個(gè)PS-ON 信號(hào)，并將電源輸出線改為了一個(gè)20 芯的電源線線為主板供電。隨著CPU 處理器工作頻率不斷提高， 為了降低CPU 處理器的功耗、減少發(fā)熱量，就 需要設(shè)計(jì)者降低芯片的工作電壓。從這個(gè)意 義上講，電源就需要直接提供一個(gè)正負(fù)3.3V 的輸出電壓，而那個(gè)正5V 的電壓也叫做輔助 正電壓，只要接通220V 交流電就會(huì)有電壓輸 出。

BTX 電源

BTX 電源是也就遵從BTX 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的PC 電源，不過BTX 電源兼容了ATX 技術(shù)，其工作原理與內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同，輸出標(biāo)準(zhǔn)與ATX12V 2.0 規(guī)范一樣，也是像ATX12V 2.0 規(guī)范一樣采用24pin 接頭。BTX 電源主要是在原ATX 規(guī)范的基礎(chǔ)之上衍生出ATX 12V、CFX 12V、LFX 12V幾種電源規(guī)格。其中ATX 12V 是既有規(guī)格，之所以這樣是因?yàn)锳TX12V 2.0 版電源可以直接用于標(biāo)準(zhǔn)BTX 機(jī)箱。CFX12V 適用于系統(tǒng)總?cè)萘吭?0～15 升的機(jī)箱；這種電源與以前的電源雖然在技術(shù)上沒有變化，但為了適應(yīng)尺寸的要求，采用了不規(guī)則的外型。定義了220W、240W、275W 三種規(guī)格，其中275W 的電源采用相互獨(dú)立的雙路+12V 輸出。而LFX12V 則適用于系統(tǒng)容量6～9 升的機(jī)箱，目前有180W 和200W 兩種規(guī)格。BTX 并不是一個(gè)革新性的電源標(biāo)準(zhǔn)，雖然INTEL 公司大力推廣，但因?yàn)橹С值?a target="_blank">廠商太少，因此，已經(jīng)很少提及。

電源主要參數(shù)

電源功率

我們這里提到的功率主要指電源的 輸出功率，現(xiàn)在很多廠商吹噓的250W 甚 至300W 用的都是名義功率，實(shí)際上可能 輸出功率連200W 都達(dá)不到。用戶可以根 據(jù)電源上標(biāo)注的各種電壓乘以其最大工 作電流的總和即為該電源的實(shí)際輸出功 率。對(duì)于一般用戶而言輸出功率并非越 大越好，這也是很多用戶選購電源時(shí)的 一個(gè)誤區(qū)。就目前一款合格的250W 電源 已能夠應(yīng)付絕大多數(shù)用戶的需要，所以 能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作才是選購電源時(shí)最重要的一點(diǎn)。右圖分別是標(biāo)準(zhǔn)的250W 、300W 電源的輸出電流。

濾波和噪音

電腦用電是由220V 交流電經(jīng)過電源 的濾波和穩(wěn)壓變換成各種低壓直流電。 受濾波電容的容量和品質(zhì)的影響在濾波 過程中難免會(huì)有一些噪音雜波，這種噪 音表現(xiàn)為直流電中交流分量棗即輸出直 流電的平滑程度（也被稱為紋波系數(shù)，這 個(gè)系數(shù)越小越好）。濾波的品質(zhì)高低直接 關(guān)系到輸出電流紋波系數(shù)高低，同時(shí)也關(guān)系到電流有較大變動(dòng)時(shí)電壓的穩(wěn)定程度。如果電源的輸出濾波電路效果差、電流噪音過大，輕則可能使CPU產(chǎn)生誤判，重則可能燒壞電腦。特別在電源接通之初受到?jīng)_擊電流的影響，穩(wěn)定的輸出必然需要一定的時(shí)間周期，在這個(gè)周期中電壓的穩(wěn)定度很 難保證，所以現(xiàn)有ATX 電源廣泛采用讓電源延時(shí)100 ～ 500ms，等電源穩(wěn)定后再向電腦提供高質(zhì)量的電源。

Power Good 信號(hào)

Power Good 信號(hào)簡(jiǎn)稱P.G.或P.OK 信號(hào)。該信號(hào) 是交流輸入電壓和直流輸出電壓的檢測(cè)邏輯信號(hào)，與 TTL 信號(hào)兼容。當(dāng)電源接通之后，如果電壓比較電路檢 測(cè)交流輸入電壓以及直流輸出電壓均在額定工作范圍 之中（具體范圍見右圖），則經(jīng)過100ms ～500ms 的延 時(shí)，P.G.電路發(fā)出“電源正?！钡男盘?hào)（PWR-OK 為高電平）。如果電壓比較電路發(fā)現(xiàn)交流輸入電壓或者任何一路直流輸出電壓不在額定工作范圍之中，則 P.G.電路送出“電源故障”信號(hào)（PWR-OK 為低電平）。當(dāng)遇到這種異常時(shí)P.G.電路應(yīng)在1ms 內(nèi)使PWR-OK 降為小于0.3V 的低電平，且下降沿的波形應(yīng)陡峭，無自激振蕩現(xiàn)象發(fā)生。P.G.信號(hào)對(duì)于ATX 電源來說 非常重要，即使各路直流輸出都正常工作，如果沒有P.G.信號(hào)，系統(tǒng)仍將無法啟動(dòng)，而如果P.G 信號(hào) 不穩(wěn)定，則會(huì)使電腦頻繁自動(dòng)重新啟動(dòng)。