电源知识及技术漫谈.doc

电源对于整台电脑来说有多重要，我想这个问题的答案不言自明。除了显示器之外，电脑整个平台都要靠电源来供电。如果把电脑比作一个人，那么电源的角色就好比是人身上的整个血管网。如果没有电源来“供血”，那么整个电脑就根本无法“生存”。所以，电源的好坏，直接影响到整机的使用。 然而电源往往被DIY用户忽视。尤其是入门级用户在装机时，会将精力过多集中在CPU、主板、显卡等配件的选择上。对于电源通常都是“得过且过”，能用就行。这就给了一些劣质电源以生存的空间。而劣质的电源根本无法为硬件带来稳定的电力供应，用户使用时也是问题连连，轻则蓝屏、死机；重则导致硬件损坏。 所以，笔者决定对电源知识和技术做一次详细而深入的介绍。我们将把这个文章分为几期，每期对电源的一个部分进行详细的介绍。今天我们就首先从外观上来认识一下电源。电源的材质 镀锌外壳电源（左）镀镍外壳电源（右） 电源的材质大同小异，一般都是金属外壳。只是有些电源外壳表面只采用简单的喷漆处理，防腐蚀的效果会差很多。长期使用后，可能会产生外壳被腐蚀的现象。好一些的电源外壳会采用镀锌处理，再好一些的会采用镀镍处理。这些电源防腐蚀的效果更好，能为电源内部的电路提供更好的保护。 电源散热网开孔致密、排列规则 电源都会配备散热网，因为电源承担了电压转换、交流直流转换、稳压、滤波等多重使命，工作时会产生大量热量。如果没有散热网，这些热量就会聚积在电源内部，影响电源的工作。 散热网通常采用金属冲孔的设计。金属冲孔网的开孔必须要规则、致密。这样在帮助电源散热的同时，也能保证电源外壳的稳定性，同时电源内部产生的一些电磁辐射也能被屏蔽在电源内部。散热风扇“前吸后吹”式风扇（左） “大风车”式风扇（右） 如果说散热网是被动进行散热，那么散热风扇就是进行主动散热。早期的电源产品多采用“前吸后吹”式的风扇，即在电源的相对的两面安装两个尺寸较小的风扇，一个吸气，一个吹气，从而达到散热的目的。 而目前广泛采用的是“大风车”式的风扇设计，即在电源的顶盖上加装一个大尺寸的风扇。采用大尺寸风扇的好处是能用较低的转速产生足够的风量，从而达到散热和静音相结合。电源接线 “模块化设计” 电源接线是很有讲究的。目前较为高档的电源都采用了“模块化设计”，这种设计并没有将所有的接线“固化”在电源上，各种接口以“模块”的形式出现在电源上，这样用户就能做到“即插即用”，从而有效地避免了出现电源走线凌乱的现象。 接线外包裹有蛇皮网 同时，好电源的接线外部都包裹有蛇皮网，能更好地保护接线，也延长了接线的使用寿命。电源铭牌 说到电源铭牌，我们可要进行一番仔细认真地讲解了。用户在购买电源时，不可能把电源拆开看看里面的做工到底好还是不好。有经验的用户通过铭牌就能看出电源的好坏，甚至可以辨别电源的真伪。因为正规电源的铭牌包含了很多的信息，可以说是产品的简易“说明书”。 较为规范的电源铭牌 首先我们来看一个较为规范的电源铭牌，这里我们以康舒ATX-525CA-AB8FB电源的铭牌为例。整个铭牌字体工整，印制清晰，标识规范。这是正规产品必须要做到的。下面我们从几个方面对铭牌做更为细致的讲解。 铭牌上的商标 铭牌的左上角是产品商标，正规厂商当然不会在产品上省去自己的商标，因为商标是厂商的“脸面”，也是产品质量的一种象征。 电源采用“实标”标注 “ATX12V”表明产品符合ATX12V电源规范，更为详细的电源还会对产品所符合的规范版本进行标注，如“ATX12V 2.0”、“ATX12V 2.2”、“ATX12V 2.3”等。 从铭牌上我们看出，产品采用了“实标”。产品的型号为ATX-525CA-AB8FB，而525W的功率，与型号中的“525”相对应。这样做的好处是方便了用户直观的了解电源的功率。采用“实标”的电源品牌目前并不是很多，这样做是十分值得称赞的。 输入输出的各项参数 铭牌上中间部分的表格是对输入输出的各项参数的描述。“AC INPUT”是对输入的交流电进行的描述。“100-240V”表明了电源能承受的输入电压范围，“10A-5A”是电源能承受的电流范围，而“50-60Hz”表明了电源所能承受的交流电的频率。国内通用的市电为220V，50Hz。 “DC OUTPUT”是电源将市电进行装换后输出的直流电，以供电脑的硬件使用。在电源的各项输出中，最为重要的就是+12V输出。 在ATX12V 2.0规范出现之后，+12V采用了双路路进行输出，其中+12V1专门为CPU进行供电，+12V2为其他设备进行供电。而随着显卡等设备功耗的不断攀升，一些高端电源甚至采用了+12V三路甚至是四路输出。 +3.3V和+5V主要是对磁盘、光盘驱动器以及主板上的电路进行供电。 -12V输出只要用于某些串口电路。通常情况下，-12V输出的电流都小于1A。 +5Vsb的意思是“+5V Stand By”，用于在系统关闭之后，为电源以及系统提供唤醒服务。最早的ATX1.0版本中，+5Vsb仅要求达到0.1A。而随着CPU、主板不断的发展以及互联网的不断深入，0.1A已经远远不能满足系统的需求。为保障系统功能的实现，+5Vsb需要提供2A、3A甚至更高的电流。 再来说说功率的问题。很多电源的铭牌上只标注了额定功率和最大功率，其实对每路输出的功率都进行进行标注，这样用户在选择的时候就更有针对性，更能找到适合自己配置的电源产品。 铭牌上还包含了一些电源认证符号，正规产品都会通过这些认证。可能用户对这些符号并不是很了解，下面我们做个简短的介绍。 CCEE认证标识 我国自主的电源认证规范主要包括CCEE和CCC两种。其中CCEE是“中国电工产品安全认证委员会”的英文简称，凡在国内市场上销售的电子产品，都必须通过这个强制认证，否则不能在市场上出售。 CCC认证标识 CCC是“中国强制认证”，属于国家强制执行的认证规范。 CE和FCC认证标识 CE欧盟的拉丁缩写，被视为产品进入欧洲市场的“护照”。凡贴有“CE”标志的产品，都可以在欧盟各成员国内销售。FCC是一项关于电磁干扰的国际认证。 80PLUS和RoHS认证标识 其他较为流行的认证还包括80PLUS和RoHS。要通过80PLUS认证，电源在满载、50负载和20负载三种状态下，转换效率都要高于80。而RoHS认证主要针对产品的环保性能，以保证产品中不含有铅、镉、汞等有害物质。铭牌上的“警告” 最后电源铭牌上还应该标明一些“注意事项”、“警告”等，有的电源铭牌上还表明了生产许可证号和厂商名称，这样消费者购买时就更放心了。零起步学习 电源知识及技术漫谈第二期原文地址:/81/818073.html 今天是漫谈的第二期，在上一期中我们说过，本期我们将拆开电源，带领大家看看电源内部的构造。要了解内部构造，我们首先要看看电源是怎样进行工作的。所以我们先来简单介绍一下常用的ATX电源的工作原理。 简单说来，电源承担的主要任务是进行电压、电流转换，即将市电电网供应的220V 50Hz的交流电，转换为能供电脑硬件使用的多种电压数值的直流电。 将交流电转换为直流电，主要要经过整流和滤波两个过程。这个过程看似简单，其实不然。交流电的相位是不断变化的，即电压与电流之间存在一个相位差，说得再清楚一点，就是交流电的输出电压随着时间进行周期性的变化。而电脑使用的直流电相位是固定的，电压始终恒定不变。 除了交直流电转换任务外，电源还要承担过压保护、欠压保护、过载保护、过电流保护等功能，所以电源的工作原理还是很复杂的。下面我们就来看看ATX开关电源的结构图。ATX开关电源的结构图 上图就是ATX开关电源的结构图。由于市电电网中的交流电并不是特别纯净，所以220V的交流电首先要经过第一、二级EMI滤波，才能变成较为纯净的50Hz交流电，滤波后的交流电还要再进过全桥整流和滤波后，才能输出300V的直流电压。 300V的直流电压同时加载到主开关管、主开关变压器、待机电源开关管、待机电源开关变压器上。加载到主开关变压器上的电压再进过进一步的整流和滤波，就能提供+12V、+5V、+3.3V等电压输出，供给电脑硬件使用。主开关管的作用是控制电源除+5Vsb外的输出电压的开启与关闭，即当主开关管上没有收到开关信号时，它就处于截止状态，而此时的主开关变压器上是没有电压输出的。 待机电源开关管、待机电源开关变压器主要负责电源的开启与待机。当待机电源开关管处于工作状态时，待机电源开关变压器上会产生+5Vsb和+22V两组电压输出，其中，+5Vsb加到主板上作为待机电压，+22V电压是专门为主控IC供电的。 整个电源的工作过程是这样的，当用户按动机箱上的电源开关时，电源的On/Off档（绿线）就处于低电平状态，主控IC电路内部的振荡电路就会立即启动。电路会产生一个脉冲信号，这个信号经推动管的放大后，加载到推动变压器上，再进过推动变压器加载到主开关管上。主开关管再将工作信号传递至主开关变压器上，主开关变压器工作，输出各组电压到主板上。 但此时主板上的CPU还没有启动，等到+5V电压从零上升到95%后，IC电路检测到+5V上升到4.75V时，发出P.G信号（灰线），CPU才会启动，电脑才能开始正常工作。关机时，On/Off档（绿线）就处于高电平状态，IC电路内部的振荡电路不再工作，主开关管也因为没有脉冲信号而停止工作。电源也就停止了各路电压输出，处于待机状态。 电源的各种保护功能是依赖于IC电路而实现的。在电源工作时，IC电路会检测是否存在短路、过流、过压、过载等异常状况，一旦发生异常状况，IC电路内部的振荡电路会立即停止工作。主开关管收不到振荡电路的脉冲信号，也会停止工作。从而起到了保护电源的目的。介绍了这么多，我想大家可能还是会有些不明白，毕竟上面介绍的只是电源的工作原理。那么下面，我们就通过实物，来认识一下电源内部的各个部分。电源内部最为容易辨认的是EMI滤波电路、高压滤波和低压滤波电路、PFC电路以及变压器。而能起到控制和检测电源功能的IC电路，通常都是固化在电源内部的PCB板上的，一般不容易看到。EMI滤波电路 一级EMI电路做工简单、没有二级EMI电路 用料扎实的两级EMI电路 EMI滤波电路是市电进入电源的第一道屏障。但是很多劣质的电源并不具备完整的两级EMI滤波电路，更黑心的山寨厂商甚至将两级电路全部省略。这样一来，电源根本就无法为硬件提供纯净的电力供应，对硬件的损害可想而知。好的电源会在EMI电路上下很大的功夫，而那些廉价的“黑电源”就会差很多。通过上图的对比，相信用户心中自有判断。高压滤波和低压滤波电路 用料一般的高、低压滤波电路用料扎实的高、低压滤波电路 高压滤波电路最为显著的特征是两个个头很大的滤波电容，而低压滤波电路最显著的特征是密密麻麻的小个电容和大线圈。如果电源偷工减料，在电源的重量上会有所反映，所以建议用户不要买很轻的电源。读者可以通过图片，对电容的数量做个简单的对比。PFC电路 被动式PFC电路（左） 主动式PFC电路（右） PFC电路分为被动式和主动式两种。被动式PFC一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，功率因数只能达到0.70.8；而主动式PFC则由电感、电容及电子元器件组成，体积小、通过专用IC去调整电流的波形，对电流电压间的相位差进行补偿。功率因数通常可达98%以上，但成本也相对较高。图中左侧为被动式PFC电路，右侧为主动式PFC电路。变压器 双桥式变压器（左） 三桥式变压器（右） 电源的变压器是电源内部很重要的一个部分，它承担了电压转换的重任。目前，市场上的电源多采用双桥式或三桥式变压器。不要单单从变压器的个数是来判断电源的好坏，变压器内部线圈的大小，以及线圈的致密程度对电源的影响才是最大的。IC电路 IC电路中的PWM控制芯片 IC电路多固化在PCB板上。想找到IC电路其实也不难，只要找到上图中这种黑色的芯片，就能找到IC电路。图中的SG6105B型PWM控制芯片，通过调整驱动变压器的PWM信号来实现调整输出电压的功能，同时还集成了开关控制，PG电路，过压和欠压保护以及过功率保护功能。什么是EMI 要想知道什么是EMI滤波电路，我们首先要搞清楚什么是EMI。EMI是Electromagnetic Interference英文缩写，是指电磁波与电子元件作用后而产生的干扰现象。这种干扰现象很普遍，比如我们常见的电视机屏幕上出现的“雪花”，其实就是电磁干扰的一种。所以在医院、机场等这种电子仪器等比较多的场所，是禁止使用手机的。因为手机信号本身也是一种电磁波，会影响到一些仪器的使用。同样在市电网中传输的交流电，也会出现一些干扰信号。这些信号如果不加以过滤，会对硬件产品造成一定程度的伤害，同时也会影响到硬件工作的稳定性。EMI滤波电路的重要作用 EMI滤波电路作为电源中的第一道滤波电路，也可以说是电源的第一道屏障。它的主要作用就是滤除电网中的高频杂波和干扰信号，同时还要避免电源中产生的电磁辐射泄漏到外面，以减少电源开关本身对外界的干扰。如果电源没有EMI滤波电路，那么电源所产生的电磁辐射就会影响到显示器、声卡、MODEM等设备的正常使用。同时，这些电磁波还会对人体造成一定程度的伤害，影响到用户的健康。EMI的发展动力 EMI的发展动力主要可以分为三个方面，技术驱动力、相关的法规和标准、市场因素。在这些因素的共同驱使下，EMI不断发展成熟起来。 1、技术驱动力 电子设备小型化是市场发展的必然趋势，这就使得电子敏感元件之间的间距变得越来越小，电子器件产生干扰的几率也就相应地增大了。元器件被干扰后，势必会影响到其正常的工作。同时，人们现在对健康也愈发关注，开始注意各种辐射对健康的影响，这也驱使着EMI技术不断向前发展。2、相关的法规和标准许多国家都制定了关于电磁辐射的一些法规和标准，产品在进入市场之前，必须要达到这些标准的规定，否则是不能在市场上销售的。3、市场因素 许多电子产品受到干扰会都会影响到正常使用，用户对此也是抱怨连连。同时长期处于电磁辐射的环境中，人的身体会受到很大的伤害。所以EMI技术不断发展也是大众的心愿。ATX电源的EMI滤波电路ATX电源的主要由电容和电感构成。市电电网的50Hz交流电进入电源后，在EMI电路的作用下，只有50Hz左右的交流电才可以顺利地通过，高于50Hz以上的高频干扰杂波将全部被EMI电路滤除。这样一来，纯净的50Hz交流电就能进入电源内部，经过电源的转换后，最终供给硬件使用。我们一起来看看EMI滤波电路的工作原理图。图中C1和L1组成第一级EMI滤波，C2、C3、C4与L2组成第二级滤波，（其中C为电容符号，L为电感符号）。说了这么多，到底这些电容和电感在电源中对应哪些实物电路，我想这才是大家更为关心的问题。那么就让我们打开电源，一起看看EMI滤波电路的实物，让读者有更加直观的感受。一级EMI滤波电路做工一般 我们先来看看一级EMI滤波电路，它主要由一个电容和电感组成。上图中的黄色立方体就是电容，它旁边的线圈就是电感。其实这只是做工较为简单的电源，一级EMI滤波电路要稳定、正常工作，电容和电感的质量是很重要的。从图中我们可以看出，黄色的电容体积比较小，这就意味着电容的容量不会太大。同时我们看到，电感线圈缠绕不是很密实，其实这也是偷工减料的一种体现。一级EMI滤波电路做工扎实我们再来看一款用料比较扎实的电源，电容（绿色方块）和电感（黑色方块）“个头”都比较大，做工也很精细。同时，我们还看到了电线上缠绕的一些绿色圆圈，这些都是用来减少电磁干扰的。很多做工简单的电源都将这些元件省略掉了，这种电源的滤波效果可想而知。 用料扎实的二级EMI滤波电路我们再来看看二级EMI滤波电路。好电源的二级EMI滤波电路电容“林立”，电感线圈缠绕得很密实，更为细心的厂商还会在线圈的外面包裹上橡胶垫，以防止线圈时工作时互相干扰。省去了二级EMI滤波电路我们再来看看劣质电源的二级EMI滤波电路。没找到电子元件是吗？不要奇怪，很多几十块钱的“黑电源”根本就不具备完整的两级EMI滤波电路。所以在本应该设计二级EMI滤波电路的PCB板上，除了光秃秃的板子，我们什么也看到。看到这里，也许你就会明白，为什么好电源和劣质电源单单在产品的重量上就存在较大的差异。曾经有经验的用户这样说：买电源就得带个秤，低于一斤的最好别要；拿在手上感觉还不如一块板砖重的，更是想也别想。这话说得可能太绝对了，但是道理是绝对没错的。总结 完整的两级EMI滤波电路，一部分在电源与市电连接口的入口处，另一部分则做在PCB板上。目前，PC电源的EMI检测是3C认证中的一个重要检测项目。优质电源会采用完整的二级滤波电路；而劣质电源通常在这部分偷工减料，最常见的做法是省掉一级滤波电路，更过分的甚至连一级也没有。消费者在购买电源产品时，最好选购那些正规厂商的产品，对分量不足的电源要格外小心。零起步学习电源知识及技术漫谈 第四期原文地址:/82/824690.html 电源知识及技术漫谈今天又和大家见面了。文章的第一期主要讲解了电源的铭牌，第二期主要讲解了电源内部的组成电路，第三期我们主要针对EMI滤波电路进行了讲解，今天我们要讲解的是整流和滤波电路，以及PFC电路。 首先我们来说说整流和滤波电路。这部分电路主要分为两个部分：第一个部分是整流电路，它的主要任务是将交流电转化为直流电。第二个部分是滤波电路，它承担稳定直流电压的任务。原理图 我们先来看一张原理图，其中集合了整流电路、滤波电路和PFC电路。图中左边的正方形是整流电路，C1、C2为滤波电路的一部分，L1和C3组成PFC电路。整流电路 整流说得通俗一点，就是将电流进行“整理”。可能这么说不太恰当，但是这样更便于理解。交流电的电流和电压都会随着时间周期性的变化，而电脑硬件是不能使用交流电的，必须将其“整理”为电压和电流恒定的直流电。 电源通常采用的是桥式整流电路。图中左边的正方形就是桥式整流电路，它利用二极管的单向导电性，将4个二极管整合在一起，能将交流电转换为直流电。但是整流后的直流电还是不能被硬件直接使用，因为这时得到的直流电电压波动很大。要想得到电压较为稳定的直流电，还需要滤波电流的帮助。滤波电路 滤波电流又分为高压滤波和低压滤波两个部分。我们分别来看一下：高质量容量大的滤波电容 高压滤波电路最为显著的特征是两个个头很大的滤波电容。其作用是虑除电流中的杂波，输出平稳的直流电。滤波电容的容量大小和滤波效果有很大关系，容量大的高压电解电容一般在470 uF以上。容量较小、标志不清晰的电解电容 劣质电源通常都会在此处偷工减料。比如使用容量较小的电解电容，使用旧电容，电容容量与标注值不符等，这些都是山寨厂商惯用的手段。随着技术的发展，如今的高品质电源已经抛弃了传统的电解电容，而是采用更为稳定的固态电容，提高了电源的品质。用料较为扎实的低压滤波电路 低压滤波电路由大量个头较小的电容和一个或几个电感组成。在实物中，最为容易辨认的就是电感，也就是我们常见的线圈。低压电路主要是对经过高压滤波后的电压进行进更进一步“加工”，增强电压的稳定性。低压滤波电路做工一般 低质量的电源的低压滤波电路同样也存在“缺斤短两”的现象，比如线圈铜丝的质量不高、线圈缠绕不紧密等等。而那些劣质电源根本不能为电源提供稳定的电压输出，所以对硬件的潜在危害是可想而知的。PFC电路 再来说说PFC电路。我们都知道，电源在工作时产生热量，这就浪费了一部分能源。同时，将交流电转换成直流电，本身也会产生一部分能源流失。PFC是“功率因数”的意思，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。 利用效率越高，就越节能，就能为用户节省更多的“电钱”。 PFC电路分为被动式和主动式两种。被动式PFC电路一般采用电感补偿方法，减小交流输入的基波电流与电压之间相位差，从而达到提高功率因数的目的。采用被动式PFC的电源，功率因数只能达到0.70.8。被动式PFC 上图就是被动式PFC电路的一部分，它最主要的特征就是这个“黄疙瘩”，它里面包裹的是由铜丝缠绕的铜片。由于这部分被包裹的很严实，即使电源出现问题，用户将电源拆开，也很少有人会想到将这部分电路再做拆解。这就给了一些不规范的产品以可乘之机。曾经有报道称，有些电源厂商竟然将铜片换成了纸片。 主动式PFC电路则由电感、电容及电子元器件组成，体积更小。主动PFC通过专用IC电路去调整电流的波形，以对电流和电压间的相位差进行补偿。主动PFC的功率因数通常可达90%以上，但它的成本也相对较高，所以只有在功率较高的电源产品上才会看到这种设计。主动式PFC 我们来看看主动PFC电路的实物。图中被绿色胶带包裹的就是PFC电路的线圈，从侧面我们就可以看出线圈的缠绕密度还是很高的。外面缠绕的绝缘胶带是为了保证线圈在工作时不会影响到其他电子器件。控制和保护电路控制和保护电路 控制和保护电路多设置在电源的PCB上，所以不容易找到，但是有些产品也会用单独的PCB小板来做这部分电路。电源的过流、过压、过功率、欠电压和短路保护等功能，都是靠这部分电路完成的。经常看到市场上有的电源宣称自己的转换效率高达99%，事实真的如此吗？主动PFC和被动PFC何差?功率因数和转换效率分别是什么意思?功率因数损失的电费谁为你来承担? 转换效率损失的电费又是谁为你来承担? 功率因数又叫PFC因数,电源中都有PFC电路,市电是交流电,如果不整流成直流电,电脑是无法使用的,而功率因数就是将交流电整流成直流电的能力,这个过程是通过PFC电路来实现的PFC电路分为主动式PFC(有源)和被动式PFC(无源)两种, 主动式PFC电路由高频电感、开关管和电容等元件构成，组成一个可以将输入电压提高的电路，从而减少电流在流向下级电路过程中的电能损耗。简单地说，主动式PFC电路就是一个升压器,具有体积小、重量轻、输入电压范围宽等优越的电气性能，通常它功率因数可达99 被动式PFC结构相对简单，它利用电感线圈内部电流不能突变的原理调节电路中的电压及电流的相位差，使电流趋向于正弦化以提高功率因素。相对于主动式PFC电路，被动式PFC电路的功率因数要低得多，一般只有70-80左右,同时被动PFC结构上和电感类似，在对电流和电压补偿的过程中，始终进行着充放电的过程，因而产生了磁性，最终会和周边的金属元件产生震动进而发出噪音。静音型PFC相当于两个非静音型PFC的叠加，达到震动互相抵消的目的。但是，在消除噪音的手段中，安装是否得当也是对静音效果影响较大的因素。在我们了解上述两种PFC结构后，那么我们在上面提到的PFC因数究竟是什么呢? 其实电源的PFC因数表示的就是有多少电能被电源利用了(输入电源的实际能量电网供给电源的能量) 对于主动式PFC电路来讲，功率因数可以达到99的水平，而被动式PFC电路只能达到上面所说的70-80而已。通俗的说假如一款标称400W的电源，电源需要输入200W电量时,如果它采用了主动式PFC电路，那么电网只需要拉202W(200/0.99)电力过来，,几乎没有损失,而如果采用的是被动式PFC电路,那么电网需要拉250W(200/0.8)左右,损失了50W,也就是说PFC因数是影响一款电源的电能利用率的指标,但损失那50W我们用户是不需要付钱的,因为那归属于是电力局线路上损失,电力局是没有权力向你要钱的 电源转换效率:这个概念比PFC因数要复杂一些，电源本身是一个“供电器”，同时它又是一个“耗电器”。输入电源的能量并不能100转化为供主机内各部件使用的有效能量，未被利用的电能转化为热量散发,这样就出现了一个转换效率的问题。我们可以用这个公式来解释电源转换效率：电源转换效率=电源为主机提供的即时输出功率输入电源的即时功率100,一款电源的转换效率会由于其内在的变压电路、电流转换器以及功能电路都会有所不同，再加上自身的功率本来就不相同，所以不同的电源产品其电源的实际转换效率也会不同。另外，即使是同一款电源产品，在不同的工作状态下，其转换效率也是有变化的。由于电源的输入电压是额定的220V，而输出电压则有+12V、+5V、+3.3V不同的规范，这就表示电源里至少拥有三种不同的变压器，由于三种变压器的功耗不尽相同，就意味着+12V、+5V和+3.3V的电压输出其各自所对应的变压器转换效率亦不相同。而这三路电压分别是为计算机中不同配件提供电能，当计算机处于不同工作状态时，各部件的使用频率和工作负荷会有所不同，导致不同电压输出回路的工作负荷浮动，所以在不同的工作状态下，电源转换效率也是变化的。 通过上面的介绍相信大家已经了解到了两者的不同了吧，那么到底这两个参数对我们有什么意义呢? 大家只需要记住这么一句：功率因数越大，则对节约电力局能源越有好处，而转换效率越高，则对节约用户的电费开支越有好处。 比方某一被动PFC电源功率因数为70%,损失的那30%电能是电力局给你买单,与居民用户无关,再如某一电源的转换效率为80%,那损失的20%电能是要自己掏腰包付费的。 主动PFC在提高功率因数的同时,PFC电路本身需要的电能也比被动PFC电路多一些,其转换效率反而有所下降 主动PFC电源不一定比被动PFC电源节能,电源省电性主要是与电源转换效率相关,而电源的发热与功率因数和转换效率两者均有关，例如被动PFC的航嘉 多核DH6比主动PFC的航嘉 冷静王至尊版的转换效率高。所以说PFC因数和电源转换效率绝对不能等同，对于一般用户来讲，更应该看重的是电源转换效率这一参数指标。而功率因数无关紧要,但从减少电力局压力,节省国家资源来讲,主动PFC是意义重大的,市场上有些电源标称自己的“电源转换效率”高达99，而实际这99仅是电源的PFC电路功率因数，而不是电源的实际电源转换效率下面2.0版本电源测试,可以看出转换效率与功率因数并不一致100%满载实际功率输出,转换效率(典型负载)及功率因子测试测试产品实际功率输出转换效率(典型负载)功率因数300W金河田 劲霸 ATX-S428296.3778.320.75全汉 ATX-300PNF297.2078.690.71台达 Earth2.0-T350294.4577.030.76美基 泰山 TRP-0430295.9377.940.76先马 腾雾 辉煌版291.6277.600.71350W新巨 HG2-6400P347.4176.820.99航嘉 磐石400346.4676.560.74九州风神 SUV-400341.2378.100.73康舒 ATX-350CT345.6378.030.78康舒 ATX-350P337.4774.980.73世纪之星 幻影卫士344.7176.000.99寿昌 LC-D360EXP344.9976.200.71鑫谷 双核535PE348.9474.840.73英志 EN-4000345.4178.960.78400WTt BTX-450395.7678.930.71长城 BTX-500SP396.3480.970.74多彩 能源之星 DLP-650S391.4976.070.97航嘉 冷静王 至尊版392.9075.820.98康舒 ATX-400C349.9482.880.97全汉 FSP400395.9382.520.97世纪之星 皇家骑士393.6477.391.00寿昌 LC-B400ATX390.3675.780.59美基 泰山 TRP-0440392.5776.520.74伟训 WIN450AB391.7677.540.99英志 EN-4500394.0878.840.92功率因素损失的是无功功率，而供电局用装在你家的电表是有功功率计，所以损失的功率是不会记进去的 提起PC 电源，大家都会想到几个关键词最大(或额定)功率、电源标准、电源转换效率等等。大家一般对前两项关注颇多，而对电源的转换效率却不怎么在意。其实，转换效率是电源的一项重要技术性能指标。下面，就让我们来认识一下电源的转换效率。一、什么是转换效率?为什么会有电源转换效率这个概念呢?这要先从电源的物理结构讲起。大家知道电源其实就是一个由变压器和交流/ 直流转换器以及相应稳压电路所组成的“综合变电器”。这个“综合变电器”里面包含两个主要部件“变压器”和“电流转换器”，而这两个部件本身就存在着电能的消耗，它们附属的稳压电路自然也不例外，因此电源本身又是一个“耗电器”。输入电源的能量并不能100% 转化为供主机内各部件使用的有效能量，这样就出现了一个转换效率的问题。电源转换效率=电源为主机提供的即时输出功率/输入电源的即时功率 100%原理就是这么简单，但是，有两点需要注意。1 .不同的电源产品，其转换效率不同;2.同一电源产品，在不同的工作状态下，其转换效率也有变化。第一点很容易被人理解，因为不同的电源产品之间，它们内在的变压电路、电流转换器以及功能电路都会有所不同，再加上自身的功率本来就不相同，所以转换效率不同是理所当然的。但是为什么同一产品的转换效率也会变化呢?这就要先从电源的输出电压说起了:电源的输入电压是额定的220V，而输出电压则有+12V、+5V、+3.3V 不同的规范，这就表示电源里至少拥有三种不同(“线圈缠比”、“磁感泄露率”不同)的变压器，由于三种变压器的功耗不尽相同，就意味着+12V、+5V 和+3.3V的电压输出其各自所对应的变压器转换效率亦不相同。一般而言+12V1 电压输出负责为显卡以及硬盘和光驱的驱动马达供电+12V2 电压输出负责为CPU供电+5V 电压输出负责为硬盘和光驱的PCB 电路板供电+3.3V 电压输出负责为主板上的内存电路模块供电。+5Vsb 电压输出负责系统待机供电当计算机处于不同工作状态时，各部件的使用频率和工作负荷会有所不同，导致不同电压输出回路的工作负荷浮动，所以在不同的工作状态下，电源转换效率也是变化的。通过上面的分析我们知道，电源自身功耗的浮动不是很大，而电源对外输出的浮动就比较大了，所以通常认为电源的输出负载越大，单位负载所“分摊”的电源自身功耗就越小，此时转换效率也就越高。二、电源规范对转换效率的要求小知识:转换效率与PFC 电路功率因数的区别最近有些电源标称自己的转换效率高达98%，但是仔细研究发现他们所谓的“转换效率”实际上是主动式PFC 电路的功率因数，这个因数表征的是有多少电能被电源利用了( 输入电源的实际能量/ 电网供给电源的能量)，对于主动式PFC 电路来讲，功率因数可以达到98% 甚至99% 的水平;而我们所谓的转换效率，应该是电源供给其他设备的能量/ 输入电源的能量，二者表征的对象是不一样的。以上就是电源转换效率的基本知识，下面，我们再来了解一下电源规范对转换效率的要求。最初，电源转换效率仅有60%左右;在Intel的ATX12V 1.3 电源规范中，规定电源的转换效率满载时不得小于68%;而在ATX 12V 2.01 中，对电源的转换效率提出了更高的要求不得小于80%。因此在购买电源时，从它遵循的电源规范上大家就能大致了解其电源转换效率的高低。之所以前后两个电源规范对电源转换效率的规定有如此大的差别，原因有三:一、新的ATX 12V 2.01 规范基于新的电气制造技术，可以实现更高的转换效率;二、因为主机功耗大幅度增加，如果电源的转换效率不提高的话，那么整机的巨大功耗和发热量将严重影响到正常使用;三、更高的环保和节能要求。三、转换效率与我们的关系从电源规范对电源转换效率的严格要求，我们不难看出电源转换效率这个指标的重要意义。那转换效率是如何与我们每个人密切相关的呢?。就典型的ATX 12V 1.3 电源产品来说，其在实际工作中，转换效率大约在70%75% 之间，也就意味着有25%30% 的电能被转化为热量白白浪费掉了，以标称输入功率280W的电源产品为例，损耗功率约70W84W，实际输出功率在200W 左右(刚好满足绝大多数PC的需要)。如果换作典型的ATX 12V 2.01 电源，由于转换效率提高到80%85%，那么电功率的损耗只有15%20%，因此只要输入功率为240W 的电源就可以达到200W 的实际输出功率。这样算来，二者的功耗相差40W 左右，对于一台每天工作10 小时的PC，一天下来可以节约0.4 度(千瓦时)电，一年下来就是146 度电，以每度电6 角钱计算，光一年节省的电费就是100 元。当然这不仅仅是为个人节省开支的问题，目前我国仍是以火力发电为主，节约用电的同时就是为环保作出了贡献;另一方面，电源转换效率的提高意味着电源自身发热量的减少，这样更有利于降低机箱内的温度。火眼金睛 教你看懂电源内部用料由上图可以看出220V交流电输入后,需要经过以下流程才能给PC正常供电:1:一级/二级EMI电路:作用就是滤除交流电中的杂质,避免电磁辐射泄露2:全桥整流器/PFC电路:PC硬件是不能直接使用交流电的,通过整流器,将交流电转化为直流电.这个过程中PFC电路决定了交流电转直流电的效率(功率因数),主动PFC的功率因数可达0.99,而被动PFC仅为0.7-0.83:高压滤波电容:整流出来的直流电电压波动很大,高压滤波电容作用就是除去杂质,输出平稳的直流电4:变压器:我们知道电源最后输出的电压有+12V1.+12V2.+5VSB.+3.3V.-12V.+5V,变压器作用就是将高压直流电转化成这些不同电压段的低压直流电,为PC各配件供电5:低压滤波电路:对电压做最后一次过滤了解了电源的工作流程以下,下面来看看一般电源内部结构布局散热片把电源内部分为三部分,下面看实物吧这是一款高质量的主动PFC电源,各个部分都用图标显示出来一级EMI滤波电路一级EMI滤波电路在主机电源接口的位置,通常由一个电容和一个线圈组成,图中的电容被绝缘橡胶包裹附其它电源的一级EMI滤波电路这电源把一级EMI滤波电路给省了二级EMI滤波电路二级EMI滤波电路:图中黄色是电容,深绿色的绝缘胶纸包裹的是电感附其它电源的二级EMI滤波电路这电源的二级EMI滤波电路给省了PFC电路竖立的PCB上我们看到的这是主动PFC电路的控制芯片，PCB背面的则是完整的桥式整流元件,见下图：附其它电源的主动PFC电路附被动PFC电路被动式PFC通常为一块体积较大的电感,它里面包裹的是由铜丝缠绕的铜片,但是它外表最主要的特征就是这个黄疙瘩高压滤波电容由于该款电源采用的是主动PFC，因此使用专用的开关集成电路来调整电流的波形，对电流电压间的相位差进行补偿。所以它对于滤波电容的容量大小要求低，一个容量较小的高压电解电容就可以应付了。在这款产品中采用的是400V、330uF的红宝石滤波电容，质量有很好的保证。附其它电源高压滤波电容：这也是一款主动PFC电源的高压滤波电容,规格是100uF 400V这是一款被动PFC电源的高压滤波电容,有2颗,规格是680uF 200WV,可以看出被动PFC电源对高压滤波电容的容量要求远远大于主动PFC电源。变压器变压器在两块散热片之间,这款电源采用主动PFC电路为电源提供待机电压，因此我们在这款电源上只看到主变压器和驱动变压器右边这个大的是主变压器,左边散热片下面小的是驱动变压器，负责将PWM集成电路输出的控制信号进行放大以驱动开关管进行工作，同时还可以将开关管工作的高压区和集成电路工作的低压区进行物理隔离。附其它电源变压器这款电源也是采用主动PFC电路在这款电源上也只看到主变压器和驱动变压器,但比较特别是这款电源的主变压器放到了右边，而普通的电源我们见到的基本都放在左边，不过两着之间使用起来不会有什么差别，就是一个厂商在设计上的不同而已仍然是主动PFC电源的变压器,仍然只有2个这是被动PFC的变压器,比主动PFC多了一个待机变压器,这也是被动PFC电源比主动PFC电源重的一个原因低压滤波电路电源的低压整流输出部分，是电源最后一道滤波屏障,电容数量多,线圈比较大。附其它电源的低压滤波电路这个电源的低压滤波部分可寒酸了电路控制保护电路完全整合在独立设计的PCB板上,提供欠压,过流,过载,短路与过压等多项保护功能看过再买不后悔 PC电源知识问答 电脑硬件性能在迅速提高的同时，产品的功耗也是大幅的上升。特别是CPU、GPU在机箱内争夺有限的电力资源。在这种发展趋势下，大功率的电源需求越来越常见，人们对于电源，这个以往默默无闻的配件也开始越来越关心了。为了让用户进一步了解电源的重要性，我们搜集了一些电源相关的基础知识，希望能对广大用户有所帮助。1.电源的工作流程是怎样的？答：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。2.EMI电路的主要作用是什么？答：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。EMI也是CCC认证一个重要内容。3.什么是高压整流滤波电路？答：高压整流滤波电路由一个整流桥和两个高压电解电容组成。作用是把220V交流市电转换成300V直流电。4.高压电解电容一般有哪几种？答：高压电解电容我们通常所说的大电容，一般有两个，由于其耐压值特别高，所以体积非常大。按容量分，高压电解电容一般有330uf、470uf、680uf、820uf、1000uf、1200uf等，耐压值一般是200V，耐温85度。5.开关电路的原理是什么？答：开关电路的原理是由开关管和PWM（Pulse Width Modulation）控制芯片构成振荡电路，产生高频脉冲。将高压整流滤波电路产生的高压直流电变成高频脉冲直流电，送到主变压器降压，变成低频脉冲直流电。6.低压整流滤波电路的原理是什么？答：低频脉冲直流电经过二极管整流后，再由电解电容滤波，这样，输出的就是不同电压的稳定的电流了。由于这里电压已经很低了，所以尽管电容容量很大，通常有1000uf、2200uf等，但由于不需要很高的耐压值，所以电容体积很小。 7.辅助电路有什么作用？答：300V直流电通过辅助电源开关管成为脉冲电流，通过辅助电源变压器输出二组交流电压，一路经整流、三端稳压器稳压，输出+5VSB，加到主板上作为待机电压；另一路经整流滤波，输出辅助20V电源，供给PWM等芯片工作。有了辅助电路，计算机就可以实现软件开机、关机了。8.什么是PFC？答：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。位置在第二层滤波之后，全桥整流电路之前。PFC有两种，一种是无源PFC（也称被动式PFC），一种是有源PFC（也称主动式PFC）。9.主动式PFC有什么特点？答：主动式PFC输入电压可以从90V到270V；功率因数高于0.99，并具有低损耗和高可靠等优点；可用作辅助电源，而不再需要辅助电源变压器；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。10.被动式PFC有什么特点？答：被动式PFC一般采用电感补偿方法，通过使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数，被动式PFC的功率因数不是很高，只能达到0.70.8，并且发热量比较大。11.电源的软件开机关机功能通过什么实现的？答：电源的软件开机关机功能是通过PW-OK电路实现的。待机时PW-OK向主机输出零电平的电源自检信号，主机停止工作处于待命状态。受控启动后，PW-OK在开关电源输出电压稳定后再延迟几百毫秒由0电平起跳到5V，向主机输出高电平的信号。该信号相当于AT电源的PG信号。主机检测到PW-OK电源完好的信号后启动系统。在主机运行过程中若遇市电掉电或关机时，PW-OK输出信号比ATX开关电源5V输出电压提前几