电脑电源基础知识.pdf
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1、电脑电源基础知识认识电源我们下面就从电源的外观、电源的原理和构造、电源的发展历程以及选购电源的技巧来帮您了解电源。第一节:从外观认识电源第一小节:认识尺寸规格首先,让我们先来看一下电源的规格。目前标准ATX电源的规格主要有两种:一种是普通结构电源,种是双风扇结构电源-:ATX电源的两种标准规格从上面的示例图中我们可以看到,电源的规格分别为L14xW15*H8.5(cm)和L16.5xW15xH8.5cm)为什么双风扇结构的电源要比单风扇结构的电源长2.5cm呢?那是因为它多了一个80 x80 x25mm规格风扇的原因。第二小节:认识散热结构什么是电源的散热结构?说到这里我们也需要了解一下电源的
2、散热发展。当微型电脑最初期发展时,作为电脑的动力之源,电源的设计非常重要,当时也只是由旧M此类的大公司所垄断,因为电源的设计成本非常高,没有技术和资金的支持,一般的厂商很少能迈入这个门槛。为了电脑更普及更便宜,Intel开始制订一种电源的标准和生产的规范(也就类似于今天的公版),只要按这种要求生产出来就可以了,而不需要再承担研发上的费用。首先我们来看一下单风扇结构的两种散热方式。传统的排风式散热Intel的传统的电源散热标准提出的就是这种散热方式,它主要是由一个8cm 规格风扇将机箱和电源内部的热量带到机箱外。在 P 4问世之前,由于电脑整体的发热量比较小,这种散热方式没有出现机箱内部和电源内
3、部发热量大而引起的散热矛盾。而 P 4问世以后,随着硬件功率的整体提高,电脑整机的散热和电源的散热都逐渐矛盾锐化,单纯依赖传统的排风式电源散热已经无法保证系统的散热平衡,除了在机箱尾部加上排风风扇以外,人们开始考虑使用更新的技术来解决这种散热矛盾。部分厂商试图提高风扇的转速,从而加大电源的散热效果,但由此而带来的噪音和风扇寿命问题却让这种散热方式举步为艰,人们很需要一种能彻底解决噪音和散热平衡的散热方式,Intel此时开始提出大风车散热技术。后吹前排式散热方式双风扇结构也是电源常见的散热方式,主要有两种结构,一种是前后两个风扇的后吹前排式散热方式,种是下吸前排式散热方式。后吹前排式散热方式应用
4、在低端工作站和小型服务器I:较多,它比传统地排风式多了 一个向电源内部吹风的风扇。这种结构散热性能不错,但这种结构由于采用了两个8cm规格的风扇,因而噪音比较大,不适合家庭或办公使用。大风车散热技术12cM风用只需8cM风质一半的普速(R P M W找建就可以达到相同的风1WOVM在代速为每分怦2500线时8CM区旗只提供20CFM的风而此时12cM风扇则可达70CFM以上的风在我速为每分件1500转时12cM风焙提供舄达40CFM的风,但绝大多数的8cM风第即使是全速运轿也无法达i 到相同的衰现_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _8cM风扇,椀
5、网 附CPOP.COM大风车散热技术是在电源的一个底面上加上一个12cm规格的风扇,I:作时大风扇将从机箱内带来的风吹向电源内部的元器件,然后通过电源内部产生的压力将热量挤压出去。这种技术看起来相当完美,像我们前面说的那样,一方面大规格的风扇转速不高就可以带来更大风量,另一方面转速的降低也减小电源的噪音。也因此,新一代的电源纷纷采用了这种散热技术,甚至有的电源采用了静音效果更好的14cm超大风扇!下吸前排式散热方式这种散热方式应用也比较广泛,其散热的方法是先由电源个底面的风扇从机箱内向电源内部吹风,然后由一个换气风扇将其热量带走,从而保证电源内部的散热。这种散热方式也比较依赖向外排风的风扇,另
6、外两个风扇的噪音也比较大。8cm直吹+大风车泡 泡 网PCPOP.COM这种散热结构解决了大风车对电源内部散热不出色的问题,性能应该非常强!至于它的缺点,自然是成本很高!不过噪音上应该要比普通单8cm结构电源小一些。两个6cm直吹+大风车这也是一个不计较成本的设计,优点是避免单个8cm风扇直吹时气流不均匀,缺点也很突出,6cm风扇想要有急促的气流转速肯定比较高,噪音也可想而知。第三小节:铭牌如果您想了解您的电源,那么电源的铭牌不可忽视,这上面标注了电源的各项数据,包括如下部分,如果没有,那说明这款电源可能有鬼。型号:HK5OO-52SP交流抽入:220V,50也4A直 旅 输 出 2V1=UA
7、(黄色)*2V2=13A(PE16.5A黄/黑色),网=1&(红色),PG(K色)3.3V=20A(fe),-12V=C.3A(l f t),5Vsb=3.0A(Peak4 0A 紫色)额定输出功*W0W.制&+3.37:130W符合Intel ATX12V 22我范而 益 中 国51制性3(:认任2005020907(X10259序列号:5A003788嬴 五|非专业维修人员请勿自行开启此盖!誉 匚1|请购买具番髡整电码防伪标贴的产品!A小s小 与 的 深圳市航嘉驰源科技有限公司_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _Http:www.huntkey.8m Http
8、:/G1、电源输入电压:像上.面航嘉的多核DH6标注了“220V,50Hz.4A,这说明它符合国内“市电”的标准,有的电源是宽幅输出,也就是它支持110V和220V都可以使用。2、电源的版本:在下面电源的发展历程中,我们会详细介绍不同版本电源的特点,这里不再详细介绍。有不少电源在这里都标注不清楚,从而来欺骗不懂电源知识的消费者。3、额定功率和最大功率:很多经销商常常把“最大功率”当做“额定功率”来忽悠消费者,比如您需要一块300W的电源,这本应该是一块额定功率为300W的电源,但经销商会给您的却是最大功率为300W的电源,事实上,这种电源额定功率甚至连250W都不到。4、3 c认证:按国家的规
9、定,电源的铭牌上必须清晰的标注电源通过的3 c认证号,但很多电源都没仃严格执行,铭牌上只有厂商的3 c认证编号,这事实上是不符合标准的。第四小节:根据铭牌估算电源功率的方法(仅供参考)目前不少电源厂商都没有实事求是的标称电源的额定功率,比如,本来额定功率为350W的电源,却宣称为450W,本来是250W的电源,宣称为350W 其原因很简单,消费者对电源功率的不了解,那么作为普通消费者,我们该如何通过电源的铭牌如何估算一款电源的功率呢?正像前面我们说的那样,电源的实际额定功率到目前为止没有一种方法能够准确计算电源的功率。业内比较认可的功率判断方法是INTEL的功率分布图。但是,国内几乎没有电源厂
10、商将该图标称在电源铭牌上,我们只能通过经脸得出的估算方法,而且这曲估算公式只适合Intel指定的ATX电源标准。我们在这里简单的介绍一卜-ATX 12V 1.3版和ATX 12V 2.0版标准的电源功率计算方法,以供大家参考。DCLUX 多 眼 触 技 1动力注S !人 9 0统 3 qm*Y8D I|SAW-文湿入*X出(1*M.-M to 1*IVVA V 不(n s C C 3*QCAUTIONI Oo fKrt,mov lhi CO”CMc*input W o e P M 用 thouM not t crrd力.W 馀.e,AtA *IKMVXMB.S M v a a*v n a ii
11、e *救”,内,个依a OQ 0 n 方 OS HA d a a A H v e t n.R t lli r K M ”皿 y&、nmsKusmcBiAMDR符 合A M D规 范符合INTEL V.2.03观范Into!it tNXwnortc of InMI co*pcoftoi泡 泡 网PCPOP.COMI,+5V达到3 0 A,已经超过其标示300W的规格Intel ATX 12V 1.3版标准的计算方法:P(额定)=Ux(I+4)(+5V的最大输出电流)可以通过+5V最大输出电流值加上4 乘以10V。比如,+5V最大输出电流值为21A,则功率为(21+4)Ax10V=250W.同样,
12、(26+4)Ax10V=300W,(18+4)Ax10V=220WIntel ATX 2.0标准以往的经验公式:P(额定)=Uxl(+5V的最大输出电流)这个公式的U 为一个可变化电压值,估算时,取值可在1011.5之间,估算时取最小值为宜。U 的单位为V(伏特),I 为电源+5V的最大输出电流,单位A(安培)。比如+5V最大输出电流值为2 1 A,则是200W,+5V最大输出电流值为2 5 A,则为250W。+5V最大输出电流值3 0 A,则为300W。注意:目前新的Intel ATX 2.2标准使用这个方式已经不太适合,不过使用这个公式仍就可以作为参考。第五小节:认识输出接口为了给电脑设备
13、供电,电源提供了不同的供电接口。电源版本的不同,电源接口发生着很大的变化,从1.3版到2.0版再到2.2版,变化非常大。这些接口主要有:(1)20pin、24pin主板电源接口早 期1.3版的电源的电源多使用20pin主板电源接口,在今天,巾,场绝大部分电源已经变成20/24pin可互换接口,这种接口就是在原20pin主板电源接口加上了一个小的4pin接口,既可以用在老主板上,又可以用在新平台上。(2)大4pin IDE设备接口大4pin IDE设备接口在ATX诞生时就有了,它既有+5 V,又有+12V,主要给硬盘、光驱、部分显卡、风扇等设备供电。(3)小 4Pin软驱供电接口小4Pin软驱供
14、电接口主要是给软驱供电用的,在今天软驱已经走向没落,这种接口虽然还标配在电源中,但实际已经没有什么用处了。(4)6pin PCIE显卡辅助供电接口在早期显卡的供电都是用大4pin,但随着PCIE显卡的功耗的增加,1组+12V已经不能满足高端显卡的需要了,于是,带有两组+12V输出的PCIE显卡辅助供电接口也就诞生了。(5)4/8 pin CPU 供电接口进入“奔腾四”时代后,CPU的供电需求增加起来,+3.3V无法满足主板+CPU的“动力”需要,于是,Intel便在电源上定义出了 一组+12V输出,专门来个CPU供电。对于有些更高端的CPU来说,一组+12V仍无法满足需要,于是带有两组+12V
15、输出的8 pinCPU供电接口也逐渐诞生,这种接口最初主要是满足服务器平台的需要,在今天,不少主板给高端CPU都设计了这样的接口。(6)5pin SATA 电源接口随着SATA接口标准的诞生,SATA电源接口开始得到普及,SATA接口比大4pin IDE设备接口插拔容易,使用方便了很多。从Intel ATX 12V 2.0版本开始,电源开始增加SATA电源接口,有的电源SATA接口甚至增加到6个,以满足多SATA设备需要的用户。小技巧:电源输出线粗细:小 于18号细的千万别买!一般来说消费者都不会对电线的粗细注意,但这确实是购买电源的一个重要因素。一般来说,不同粗细的电线对电流有不同的承载力,
16、我们使用的电源通常不能比AWG18号 细(数字越小代表线直径越粗)。如果使用不符合标准的过细电线,轻则发热,重则影响供电甚至烧毁,定不能忽视!,比较一下普通250W电源输出线和300W电源输出线此外,ATX电缆的长度适中就好,过长不但会增加电阻,缠绕在机箱内还会影响散热气流。对 于IntelATX 12V 1.3版的电源来说,其12V不能超过1 8A,原因就在于电线的粗细,因为AWG18最大承受能力就?8A。不过,有的电源通过使用更高规格的电线,从而达到超过18A的限制。对于电线小于AWG18的电源,大家千万不要购买!第六小节:了解各路输出的作用电压的输出就是电脑升级的风向标,这是因为电脑的每
17、次“进化”都与电源有关,而每次电源的变革也都体现在各路电压的输出上。随着P4EE以及NVIDIA的6800 Ultra的诞生,电源的标准开始全面进入ATX 12V 2.03规范,那么未来的电源会有什么变化呢?让我们来了解-下电源的各组输出,或许你会从这些输出的发展变化中找到规律+3.3VATX标准的诞生386、486电脑使用的都是AT结构,其最低电压为+5 V,从PII开始CPU运算速度开始大幅度提高,此时如果再使用+5V的电压已经不能控制主板的发热量,为了降低新平台中主板的发热量和节省能源,Inte l在新的ATX规范中增加了+3.3V的电压,专门用来给主板的供电。+3.3V的线材使用的是橙
18、色,一般通过主板变换后驱动芯片、内存、CUP及PCI等电路或设备。-5V逐渐被淡化的记忆-5V电压是直接供给土板使用的。最初的AT结构-5V的电压是给ISA插槽或软驱控制器使用的,通常输出电流小于1 A,但是随着ISA插槽的淘汰,-5V电压已无用武之地。从 Intel ATX 12V 1.3版的规范中已经正式取消了这个电压的供给,所以在一些较为新型的电源中已经没有这个电压的输出。+5VSB永不消失的电波+5VSB是和+3.3V一起出现在ATX标准上的,其作用是能够实现远程启动、网络唤醒等功能。以往AT 电源都是开关来开机、关机,从ATX标准开始改淞苏庵肿翻6尤肓?5VSB这路电压输出,这样,只
19、要有+5VSB电压存在,电脑就能够实现远程启动或网络唤醒功能。所以+5VSB电压是一种待机电压,也就是说系统在关闭后(没有切断电源的情况下)还存在这种+5V的电压。+5 VSB使用的是臼色的线材,3c认证中,规定了+5 VSB不得小于2A。需要特别提醒大家的有两点:第一是在有些系统在待机时无法唤醒,或者待机时硬件莫名烧毁,往往就是电源+5 VSB不过关造成的,所以大家在购买电源的时候定要重视,不要去选购那些非常差的电源。第二是在没有切断主机电源的时候,千万不要插拔内存的PC设备。因为即便是在关机状态下,由于+5VSB仍然对主板供电,如果此时您插拔内存等PC设备,就容易烧毁这些设备。+5V-仍然
20、必不可少AT结构向ATX结构转型使得+5V的作用大大减小,目前主要使用在些没有机械动作和集成度也不是特别高的芯片,不过它也和+12V的输出一起出现,共同来负担磁盘、光盘驱动器马达以及其它的大部分电路,常见的就是D 型接口。+5V采用的是红色的线材。*12V-默默无闻-12V使用的线材为蓝色,般用于某些对电流要求不高的串口放大电路,通常-12V输出电流小于1A,+12V成了重中之重+12V在 AT结构和ATX结构中做占的地位都比较高,这主要是因为较高的电压动力比较强一些。+12V 使用黄色的线材,主要用于驱动各种驱动器的电机、散热风扇、主板连接设备等。电脑中各个配件功耗的增加使得+12V成了重中
21、之重。这期间主要进行了二次较大的变革:第次变革是在P4出现的时候,为了满足P4功耗上的需要,Intel将 ATX 2.03规范升级到ATX 12V 1.0规范,设置了针对CPU独立供电的两组+12V输出,从而来满足 CPU动力上的需要。第:次变革出现在P4的进一步发展,电源其它配件对12V输出需求也开始大增,特别是显卡,功耗越来越大,在这种情况下Intel推出了新的ATX 12V 1.3规范,旨在加强了 12V的输出,将单路12V的输出从以前的10A-12A提高到14A-18A1.第二次变革在Intel新的P4EE和 NVIDIA的 6800 Ultra出现的时候,这两个耗电大户加起来功耗接近
22、2 50 W,也就是说ATX 12V 1.3规范中12V输出已经不能满足新的平台需要,所 以 Intel推出了双路12V输出的ATX 12V 2.0规范,通过双路12V的输出来满足新平台对12V的需求。从电源的输出和发展上来看,电源一直在走两个“极端”,一方面为了减小芯片、CPU以及主板的发热量和功耗而增加更低的电压输出,另一方面也在不断的加强电源在+12V的输出。有没有想过,突然有一天+12V满足不了未来的平台的需要会出现什么情况?使用了电压更高的+18V或+24V?没准真会!第二节:电源的原理与构造说起电源的原理,无非就是把较高的交流电压(AC)转换为PC 电腼工作所需耍的较低的直流电压(
23、DC),从专业的角度来看并不专业,但对于我们普通用户来说,我们在购买电源的时候,只需要了解一下电源的基本原理就可以,从中知道我们该如何去选购电源。电源工作的流程:当市电进入电源后,先经过扼流线圈和电容滤波去除高频杂波和干扰信号,然后经过整流和滤波得到高压直流电。接着通过开关电路把直流电转为高频脉动直流电,再送高频开关变压器降压。然后滤除高频交流部分,这样最后输出供电脑使用相对纯净的低压直流电。下面我们分解一下这个流程,让您看得更清楚一些。简要地说,ATX电源的内部结构可以分成几部分,首先让我们来看看EMI滤波电路以及PFC功率因素矫正电路。1、EMI滤波电路以及PFC功率因素矫正电路首先是在最
24、前级的EMI滤波电路以及PFC功率因素矫正电路,这两部分的电路都是3 c 认证的一部分,如果没有这个电路,是不允许在国内销售的,一般劣制电源为了省东西,经常会将这两部分电路省掉,下面我们分别来解释一下这两部分的电路。EMI电路对于国家电网的意义比较大EMI电路的作用是滤除由电网进来的各种干扰信号,防止电源开关电路形成的高频扰窜电网,而 PFC(Power Factor Correction)即“功率因数校正”,主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高,说明电能的利用效率越高(通过CCC认证的电脑电源,都必须增加PFC电 路)。PFC电路位置在第二层滤波之后,全桥整流电路之前。结构复杂
25、,份量轻,在400W以上电源中比较普及对于PFC电路,需要做些说明,PFC有两种,种是无源PFC(也称被动式PFC),种是有源PFC(也称主动式PFC)o主动PFC电路由高频电感、开关管、电容以及控制IC等元件构成,可简单的归纳为升压型开关电源电路,这种电路的特点是构造复杂,但优点很多:功率因数高达0.99、低损耗和高可辕、输入电压可以从90V到270V(宽幅输入)等,由于输出DC电压纹波很小,因此采用主动式PFC的电源不需要采用很大容量的滤波电容。结 构 简单,稳定性上表现好,比较适合中低端电源被动式PFC通常为-块体积较大的电感,其内部由多块硅钢片外部缠绕铜线而组成,它的原理是采用电感补偿
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