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文档简介

电脑用电源最近,总是有读者朋友咨询一些奇怪的台式电脑硬件故障,经我们仔细分析,发现问题多是出现在电源部分。在这里,我们特别想提醒各位:选电脑时,千万别忽视电源的性能。很多人都有个误区,认为电脑的心脏是CPU。但理智地以功能类比的方式分析,CPU其实应该说是电脑的“脑子”,是负责电脑思维、运算的部位,而真正的“心脏”则是电源,它负责源源不断地向整个电脑供给血液“能源”。因此它的强壮与否,直接影响到电脑的可靠性,特别是随着Windows Vista带来的升级热潮下,大家的电脑内都涌入了更多、更强悍的配件(高性能显卡、大功率风扇、高速硬盘、海量内存等),因此电源问题更是不容忽视。在此,我们也了解到,大部分DIY用户,在购置或升级自己的台式电脑硬件时,往往都只会考虑主板、显卡、内存、硬盘、处理器等部件的性能、可靠性、兼容性,却忽视了为它们作后勤保障的无名英雄电源的表现。即使有一点了解的,也只是单纯以额定功率大小作为考虑的依据。我们究竟应该如何鉴别电源的质量呢?下面我们就来教大家如何看透PC电源的每个细节,让你对如何挑选一款高品质的PC电源胸有成竹。PC电源基本电路知识通常来说,一个PC电源由以下电路组成:EMI电路、PFC电路、高压滤波电路、低压滤波电路、PWM控制电路、散热系统、变压器、PFC电路。这些部分都会直接影响到电源品质的变化,因此是你挑选电源时也应该注意到的部分。这里,我们简单绘制出了常见PC电源电路和原理图,你可以借此对电源内部结构从理论上有个整体的概念。相信会对你后面实际辨识电源良莠有所帮助。图1 常见的PC电源电路图图2 电路原理图实例剖析单纯的理论讲解,对于咱们广大普通用户显然有些枯燥、晦涩。下面我们就从市面上拿来一款名为动力火车“静音王”系列的品牌电源(标注实际功率300W,最高输出400W),以实际产品为例,从技术、材质方面给大家作透彻的剖析,手把手地教你如何挑选电源。图4电源内部结构EMI电路:EMI滤波电路直接与电网接触,其作用是滤除外部交流电输入的突发脉冲和高频干扰,并且也减少开关电源对电网的电磁干扰,主要包括共模和差模两个模块(见图3)。劣质电源往往会省掉这一部分电路以节约成本,但这样电源的抗干扰能力就会下降,对整个电网信号质量也有一定影响。图3 EMI滤波电路图图5-1一级EMI电路图5-2二级EMI电路一级EMI电路中,一般有共模扼流线圈、差模高压滤波电容、共模高压滤波电容等三个部分;二级EMI滤波电路中,一般有共模扼流电感、共模滤波电容。从上面的两幅图片中我们可以看到,这款电源的两级EMI电路都很完整,没有偷工减料的现象。 PFC电路:(功率因数矫正电路)这部分电路对电源功率没有什么影响,但是对于提高电源功率因数是非常重要的,同时它还能大大减少电源对整个电网的谐波干扰。PFC电路分为主动PFC和被动PFC两种,两者效果不一样,前者可以让额定功率下的功率因数达到0.9以上,不过成本较高;而后者一般只能让功率因数达到0.75左右,成本比较低。如果缺少PFC电路,那么这款电源绝对不能通过国家强制3C认证。图6 采用了具有静音特点的PFC组件高压滤波电路:高压滤波电路的主要元件是两个高压滤波电容(如图7),其作用是将脉动的直流电滤除交流成分而输出比较平稳的直流电,高压滤波电容在电源中的作用非常重要,因此往往也成为很多专业评测的焦点。图7高压滤波电容高压滤波电容的容量与功率有着一定的联系。一般来说,对于采用了无源PFC或者没有采用PFC电路的电源,额定功率在200W左右的往往采用330uF的电容,250W左右的电源往往使用470uF的电容,300W的电源往往使用680uF的电容。拆解的这款300W的电源有PFC,并采用了820uF的超大容量滤波电容,这能使得电源在超过标准功率运行时仍具有较好的安全性和稳定性。低压滤波电路:低压滤波电路主要滤除低压电流(+5V、+12V等)中的杂波,这部分电路容易被忽视,电路中要采用多个低电压高容量滤波电容,电容容量往往高达2200微法。但此部分的综合要求较高,非仪器测试是无法正确判断其品质的。图8 低压滤波电路变压器 在ATX电源中,变压器的作用是对电源高压端和低压端进行隔离,以及电压的变换(即将高压转化为低压),其电压变换的比例是根据变压器两边匝数的比例来决定的。变压器的体积越大,其传送的能量就越多。劣质电源的变压器体积偏小,会导致电源的输出功率不足,无法满足设备的需要。图9 此电源所采用的变压器,“体形”硕大PWM控制电路 开关电源的控制保护部分, 是通过反馈电路从输出端取样,再将信号送到PWM电路,调节开关晶体管的导通与截止时间,从而使输出电压稳定。各种保护功能是通过对输出端的电流、电压的监控,然后将信号反馈到PWM控制电路从而实现各种保护功能的。PWM控制电路在电源的内部构造中是很重要的一部分,此部分做假的可能性较小,而且电路大部分的用料都不算很贵,无做假的必要。但是极少部分劣质电源还是会在这里省掉部分保护电路。最简单的判别方法就是看此部分PCB板上是否存在插件的空位。图10 PWM控制电路散热风扇: ATX电源使用的风扇根据尺寸分有8025(风扇直径厚度,80mm25mm),12025(120mm25mm),8015(80mm15mm,多数用于Micro机型)。按转速分有:低转速(1500rpm左右),中转速(2500rpm左右),高转速(3000rpm或更高)。一般扇叶直径越大其转速越低,因为其扇叶越大其排风量就越大,在相同的情况下的转速就可以降低,从而减小运行噪声。图11 14cm超静音智能温控散热风扇这款电源与其他品牌型号相比,在静音和散热设计方面有不少特色。它采用14cm超静音智能温控散热风扇(一般大风扇都是12cm),配合超低风阻通道设计(特殊的蜂窝状散热孔设计)来降低风扇运转产生的噪声,再加上智慧型静音温控(S2FC)系统,使得电源在工作时的噪音低于28dB,达到人耳几乎听不到的安静水平。电源的散热片: 一个设计正常的电源,影响其寿命长短的最大因素就是电源内部温度的高低。散热片是根据有些金属(如铜、铝等)传热较快的原理,由电源中发热量较大的元器件(电源的开关晶体和输出整流管)将热量传至散热片上,再由风扇散热。常用电源采用的散热片其材质一般为铝质。现实中只要成本可接受,散热片的体积越大越好。 图12散热片的体积越大越好电磁兼容性(EMC): 电源在电磁兼容性(EMC)方面的指标,也就是电磁辐射干扰、传导干扰以及谐波干扰,可以看作是如今电源是否通过“3C”认证的主要标准。而辐射干扰源主要来自于电源内部较高的开关频率生成的电流变化磁场。这些磁场能对周边环境或其它电路产生干扰,并会向周边传播。不过由于电源一般有金属外壳作为屏蔽,因此尽管内部电路开关频率较高,但辐射到外界的干扰通常来说仍然是较少的。因此这部分的干扰相对比较容易控制。这个指标我们不拆开电源也能用肉眼去衡量。为了符合“3C”认证中的传导干扰指标,电源中一般需要设置专门的滤波电路加以遏制,这就是我们通常所说的EMI滤波电路(EMIFilter)。而为了符合谐波干扰指标,电源中又需要专门设置PFC功率因素校正电路。所以观察一款电源是否存在EMI和PFC这两大电路,可以成为我们最简便的判断其是否通过“3C”认证的方式。挑选电源的“3C+N”法则综合了解了以上的这些关键技术电路,我们总结了以下“3C+N”的方法(即在3C认证的基础上,再查开N项关键设计),来帮大家挑选电源。1、查看两级EMI电路和PFC电路有没有“短斤缺两”,然后根据电源铭牌上的3C认证证书编号,到相关网站上查询其是否属实(必须要通过3C认证,没有的坚决不买!)。2、高压滤波电容的容量(一般来说越大越好)。3、变压器的体积(也是越大越好)。4、PWM控制电路的完整(以看不到短接的元件为佳)。5、散热风扇的尺寸(目前以12CM或14CM的为首选,超安静最好)。6、外壳的材质(8MM的钢板,带蜂窝状散热孔为佳)。7、电源的散热片的体积(一般来说越大越好)。8、售后服务(质量三包是最基本的像这里我们挑的动力火车电源,售后服务时间长达3年零3个月,就更让消费者放心了)。相信了解了这些基础知识,你再选购电脑电源时,一定能够行家里手,至少你说上一些基本的术语,也让商家不敢轻易蒙骗你了。 被动式、主动式PFC电路炎炎夏日,气温屡创新高,强力冷气吹拂虽可消去暑意,但随之而来的可观的电费真让人喘不过气来,是不是有什么节约电源的方法,可以降低一点电费呢?如今,计算机已经成为无可或缺的必需品了,每天都得用它来做文书处理的工作、玩游戏、在线聊天、收发电子邮件、看影片.,如果计算机变的更省电,等于减少了电费支出。那么要怎么做,计算机才会变的更省电呢? 一般来说,主机里面的设备越多,计算机系统越忙碌,所耗费的电力也越多,最节省电力的方法就是不开机,计算机不开机总不会耗电了吧!_但是.既然为了省电决定都不开计算机,那其实也不需要买台计算机摆在那了. 如果计算机不开机,但电源线接在通电的插座上,其实仍会一点一滴消耗电力。电源在线约有5.5W ,而且主机中的电源会保持在32 左右(以室温 25 所量得的电源内部温度),不但浪费电,还提升了机箱内部温度,怎么算都不划算。因此不使用计算机时,最好把电源线的插头拔掉,或者将拖线板的电源关闭,以避免不必要的电力消耗。替你省电的电源计算机开机时也可以省电吗?没错,选一个好的电源不但可以降低机箱内部的温度,还可以省下电费喔! 购买计算机时,最容易被忽视的硬设备就是电源,连计算机机箱、鼠标、键盘都还会选个顺眼的外型,殊不知电源攸关整个系统的软硬件是否稳定。电源除了负责把交流电(AC)转成直流电(DC)外,电压不稳定时,还可稳定输入电源的电压,才不会降低计算机硬件的寿命。 自从国家规定了3C认证后,现在的电源开始讲究功率因素校正(PFC ,Power Factor Correction)功能,并强调功率因素( PF )值有多少。旧式的电源 PF 值大概都只有 60% 左右,白白浪费了将近一半的电力(等于多浪费钱),如果电源有100W的电力,其实计算机只用了60W,其它40W 都在电源内部消耗掉了。功率因数表征着电脑电源输出有功功率的能力。 功率是能量的传输率的度量,在直流电路中它是电压V和电流A和乘积。在交流系统里则要复杂些:即有部分交流电流在负载里循环不传输电能,它称为电抗电流或谐波电流,它使视在功率( 电压Volt乘电流Amps)大于实际功率。视在功率和实际功率的不等引出了功率因素,功率因素等于实际功率与视在功率的比值。所以交流系统里实际功率等于视在功率乘以功率因素。 即:功率因素=实际功率/视在功率 只有电加热器和灯泡等线性负载的功率因素为1,许多设备的实际功率与视在功率的差值很小,可以忽略不计,而像容性设备如电脑的这种差值则很大、很重要。最近美国PC Magazine 杂志的一项研究表明电脑的典型功率因素为0.65,即视在功率(VA)比实际功率(Watts)大50!而且电源消耗掉的电会变成热,升高了电源的温度,亦会造成机箱内部温度提升,加重了散热的负担,关于“功率因素”,详细介绍可见 什么是电脑电源的功率因素(PFC)。 简单的来说,功率因素越接近100%的电源,越不会浪费电力,且电源内部不因消耗的热而升高温度,对于机箱内部的温度改善有很大的帮助。 另外,过低的功率因数则会对电网造成负担,过低的功率因素根据上述公式在驱动相同功耗的负载时必会成倍增加交流电流,对于整个电网而言众多用户累积起来的偏移电流与谐波污染将会是巨大的负担。当电网不堪重负,供电电压不稳、波形异常时,再优质的电源也难以保障PC系统的稳定运行,更遑论使用劣质电源了? 主动式PFC与被动式PFCPFC 又分成主动式(Active )与被动式(Passive)两种,主要是依据控制PFC的组件特性来区分。被动式( Passive )PFC被动 PFC 使用被动式组件 , 是在交流电源进线或整流桥与滤波用的 200V 电容之间直接串联电感,同时改造开关电路的校正。PF 值大约在 7080% 之间,瓦数越大的电源,所需要的被动式 PFC 体积越大。输入的电压大小必须手动切换成 115V 或 230V 。被动式 PFC 的最大好处是 EMI(电磁干扰)较低,而且所需线路简单,生产成本也因此较低。 被动式 PFC 组件 主动式( Active )PFC使用主动式组件,在输入整流桥与滤波用200V电容之间插入一个开关变换器线圈,以控制输入电流的波形跟随电网电压波形,使电源呈现阻性。主动式PFC支持90V270V的宽范围输入电压(标准是220V) ,PF 值都在 90% 以上,甚至达到 100% ,主动式组件的体积跟重量轻的多,因此打破了电源重的一定比较好的传统观念。 主动式PFC组件为什么主动式 PFC 优于被动式 PFC? 主动式 PFC 提升功率因素值至 95% 以上,被动式 PFC 约只能改善至 75% 。换句话说,主动式 PFC 比被动式 PFC 能节约更多的能源。 采用主动式 PFC 的电源的重量,较用笨重组件的被动式 PFC 产品要轻巧许多,而产品走向轻薄小是未来 3C 市场必然趋势。 主动式 PFC 的优点校正效果远优于欧洲的 EN 谐波规范,即便未来规格更趋严格也都能符合规定。 随着 IC 零件需求增加,成本将随之降低。 较无原料短缺的风险。 较被动式专业的解决方案。 能以较低成本带来全域电压的高附加价值。 功率因素接近完美的 100% ,使电力利用率极佳化,对环保有益。 因应未来 CPU 发展趋势,输出瓦特数 ( 电力 ) 要求将越高,主动式 PFC 因成本不随输出瓦特数增加而上升,故拥有较好竞争力。 被动式 PFC 的缺点: 当欧洲 EN 的谐波规范越来越严格时,电感量产的质量需提升,而生产难度将提高。 沉重重量增加电源在运输过程损坏的风险。 原料短缺的风险较高。 如电源内部结构固定的不正确,容易产生震动噪音。 当电源输出超过 300 瓦以上,被动式 PFC 在材料成本及产品性能表现上将越不具竞争力。 有无 PFC 怎么看?PFC 分成主动式与被动式两种,到底要如何分辨呢?一般来说,没有手动切换电压,且注明支持宽幅电压的电源,一定是使用主动式 PFC 。 清楚标明为主动式PFC的电源 拥有手动切换电压的不一定使用被动式 PFC ,也可能是没有 PFC 的电源,这两者之间不易辨认,只能靠厂商的说明书与外盒辨识。电源里密密麻麻的电路设计,没有电路图便无法知道每个组件的功用,如果厂商的标示含糊不明,消费者只能自求多福了。如何达到低噪音?电源的噪音主要来自于风扇,转速越高的风扇,所产生的噪音也越高。电源常常为了让散热效果更佳,使用两个以上的风扇,所带来的噪音相对提高。厂商一动脑筋,就动到风扇的位置、大小,散热孔上了。 具有主动式PFC特性的电源,因为使用主动组件,所以效率比较好,消耗的热较少,内部温度也较低,因此可把散热风扇的转速降低,却仍有不错的效果,风扇使用低转速,自然把降低噪音了。 而有些电源将底

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