主机电源系统.doc

主机电源系统 各种类型的主机电源微机电源采用无工频变压器的脉宽调制变压器开关稳定电源，这种电源采用直流整流、高频变换和脉宽调制（PWM）技术。微机电源具有：体积小、重量轻、输出保持时间长、输出不易过压、性能稳定可靠性等特点。 电源类型有：AT电源、ATX电源、Mini-ATX电源、Flex-ATX电源。主机电源的工作规范1.AT电源AT电源有四种直流电压输出：1）5V 向系统部件、选件和键盘供电。2）5V 用于软盘适配器中锁相式数据分离电路。3）12V 主要向软盘和硬盘驱动器供电。4）12V和12V 用于向异步通信适配器提供接口电源。AT电源直流引出线插头有四种： 1）1对6芯片插头（P8、P9）为主机板供电的主电源插头。除地线外，它们分别向主机提供12V和5V的直流稳定电压。 2）标准4芯片插头分别提供5V、12V直流电压和地线，为硬盘、光驱等其他外部设备人提供电源。 3）4芯小插头为3.5英寸软驱等小型外设提供电源的。 4）2芯小插头为机箱上数显面板供电。红色为5V，黑色为地线。2.ATX电源采用“5VSB”和“PSON”的组合来实现的开启和关闭。ATX电源实现计算机的软关机： 1）在Windows“关闭计算机”，电源自动切断对主板大部分的供电（还有电源监控）2）ATX电源关闭自身大部分电源的工作电源。3）主板上的“电源监控”结合BIOS软件控制，可实网络唤配、远程开机等。（1）ATX电源输出路数与AT电源路数的主要区别1）为主板提供电源的是一根20芯的插头。2）有3.3V输出，为CPU提供电压。（2）ATX电源所提供的各种电压1）3.3V最早在ATX结构中提出。为CPU提供电压。2）5V用于磁盘驱动器、光驱的马达电路和控制电路。3）12V用于驱动磁盘马达、冷却风扇，通过主板插槽驱动其它板卡。在最新P4主板增加了4针的插头，供给12V电压给主板。4）12V用于某些串口电路。其放大电路需要到12V和12V，通常输出电流小于1A5）5V用于软驱控制器及某些ISA总线板卡电路。（在许多新系统中不使用5V）6）5V Stand By最早在ATX标准中提出。用于电源及系统的唤醒的服务。最早的ATX1.0标准要求5VSB在到0.1AIntel的ATX2.01版要求5VSB不低于0.72A一些系统5VSB要求2A、3A或更高（3）ATX电源与ATX标准ATX电源是根据ATX标准进行设计和生产的，而ATX标准则与计算机和整机标准密切相关。1）ATX1.1与ATX2.0的区别1/对电源内部的风路进行了调整，将原向机箱内送气改向机相箱外排气。2/对PS_ON、PWR_OK信号和5VSB电源规格补充，对3.3VDC端重新定义。3/加入风扇辅助电源、风扇监控、IEEE1394电压和3.3V遥控电压等。4/对电源内部配线颜色的定义进行补充。2）ATX2.00与ATX2.01的区别1/对机箱和主板的I/O接口的定义进行修正和被充。2/将5VSB输出电流的原来的10mA增加到720mA，改善了主板唤配设备的能力，提高兼容3）ATX2.01与ATX2.02的区别1/对250300W以上的电源加入新的辅助电源连接器（6芯连接器）2/对白皮书修改和补充，说明PS_ON、PWR_OK与相关电压变化，明确IEEE1394通道定义。3/根据ATX电压供应设计手册（0.9版），将原来5V和12V的电压波动范围由原来5%修改为10%4）ATX2.02与ATX2.03的区别 1/将Micro ATX名词改为正确的Mini-ATX，并对其外形尺寸进行了重新的定义。 2/Micro ATX电源是Intel在ATX电源之后推出的标准。ATX的电源150*140*86mmMicro ATX的电源125*100*63.51mmATX的功率300W左右Micro ATX的功率为90145W 3/在电源合顶端新增加新的通风窗口以增强对CPU散热。5）ATX12V与ATX2.03的区别1/对12V的电流输出、浪涌电流峰值、滤波电容的容量、保护等做新规定。2/新增4芯电源连接器为P4CPU供电，供电压为12V3/加强5VSB的电流，改善主板的对PNP和电源唤醒功能。最新ATX标准的电源是：ATX2.03电源、ATX12V电源主机电源的结构1.电源的外壳作用：屏蔽作用，防止电磁辐射。在电源外壳预留有进风和出风以供电源自身和机箱的散热。（最新ATX电源标准在壳体顶部加开新的通气窗口能加快对CPU附近热气的排出速度）电源外壳上安装了交流电输入插座。（有的还装了交流电输出插座供显示器使用）。2.各种插头常见电源一般带有：1个主板电源插头，45个连接口硬盘，2个连接软驱的小插头，还带P4专用的电源插头和ATX2.02规定的新接头。3.ATX电源的内部结构（1）滤波和整流组件EMI电源滤波器由扼流围和电容组成的低通网络能滤波除电源线上的高频杂波和同相干扰信号，同时将电源内部的干扰信号屏蔽起来。高频滤波电路由保险丝、电感线围、电容组成。市电进入电板后先通过电源保险丝，然后再次经过由电感和电容组成第2道高频滤波电路以充分滤除高频杂波（有的还接压敏电阻以防雷电感应而起的高电压）。整流电路由整流全桥和高压电解电容组成。市电经过全桥整流和电容滤波后就变成了高压的直流电。（2）直流稳压组件高压电解电容作用：将脉冲的直流电滤除交流成分输出比较平稳的直流电。高压电容的容量直接关系到ATX电源所输出的直流电的稳定性能够输出的最大功率。（3）开关电路实际电路中使用两个大功率的开关管轮流导通和载止，将直流电转换为高频的脉动直流电并关到高频开关变压器上进行降压。过程：高电压直流高频率高电压脉冲高频率低压脉冲低电压直流开关电路由PWN集成电路、大功率开关管、高频开关变压器、驱动变压器、高速整流二极、电感线圈、滤波电容、等机电源组成。主机电源的工作原理ATX开关电源工作原理：首先对市电进行整流和滤波，输出高压直流电，然后用开关电路将直流转换为高频率的脉冲直流电并送到高频开关变压器上，此时可以选择可体积小的铁氧体变压器来完成高压到低的转换，然后再对输出的低压电进行整流和滤波并最后输。简单过程：高电压直流高频率高电压脉冲高频率低压脉冲低电压直流在实际电路中选用大功率的三极管或场效应管来做开关，根据控制电路的信号导通和截止。（工作频率达数十KHz或数百KHz）开关电源:电磁辐射和干扰会比较大。重要的技术参数1.输入电压范围市电输入电压范围应在180-265V之间（针对大陆）2.输出电压范围输出电压范围表电压输出端最大偏差范围电压输出端最大偏差范围+12VDC5%-5VDC10%+5VDC5%-12VDC10%+3.3VDC5%+5VSB5%例如：+5VSB，当输出为4.75-5.25V之间(5%)变化时都是标准所允许范围，超出这出这外范围的属于不正常的情况。3.输出功率和电源流160W ATX2.03电源各端电流最大输出范围输出最小功率/amps最大功率/amps峰值功率/amps12VDC0.06.08.05VDC0.318.03.3V0.314.05VDC0.00.312VDC0.00.85VSB0.01.51.5200W ATX2.03电源各端电流最大输出范围输出最小功率/amps最大功率/amps峰值功率/amps12VDC0.00.810.05VDC0.321.03.3V0.314.05VDC0.00.312VDC0.00.85VSB0.01.52.5250W ATX2.03电源各端电流最大输出范围输出最小功率/amps最大功率/amps峰值功率/amps12VDC0.010.012.05VDC0.325.03.3V0.316.05VDC0.00.312VDC0.00.85VSB0.01.52.5300W ATX2.03电源各端电流最大输出范围输出最小功率/amps最大功率/amps峰值功率/amps12VDC0.012.014.05VDC0.330.03.3V0.320.05VDC0.00.312VDC0.00.85VSB0.01.52.5200W ATX12V电源各端电流最大输出范围输出最小功率/amps最大功率/amps峰值功率/amps12VDC0.010.012.05VDC0.321.03.3V0.314.012VDC0.00.85VSB0.01.52.5250W ATX12V电源各端电流最大输出范围输出最小功率/amps最大功率/amps峰值功率/amps12VDC0.015.018.05VDC0.330.03.3V0.328.012VDC0.00.85VSB0.01.52.5300W ATX12V电源各端电流最大输出范围输出最小功率/amps最大功率/amps峰值功率/amps12VDC0.013.016.05VDC0.325.03.3V0.320.012VDC0.00.85VSB0.01.52.54.转换效率要求是最大功率输出时的转换效率应不低68%。5.输出纹波ATX标准对电源纹波输出的大小用作出了规定，纹波越小，电源的品质也就越好，输出电压与出纹波有关系。输出电压与纹波的关系输出电压纹波输出（mVp-p）输出电压纹波输出（mVp-p）+12VDC120-5VDC100+5VDC50-12VDC120+3.3VDC50+5VSB506.解读电源铭牌（1）各输出的端口的最大输出电流计算各项的输出功率公式：功率电压电流例如：MODEL（型号）：GPS300AB200AINPUT（输入）：115V/8A,220-230V/4A,50Hz-60HzOUTPUT（输出）：300W MAX. rated(额定)：250W12V/15A(黄色)，12V/0.8A(蓝色)， 5V/25A(红色)，5V/0.5A(白色)，3.3V/18A(橙色)，5VSB/2A(紫色)，PS-ON信号(绿色)，PG信号(灰色)，接地(黑色)Total Combine Power on +3.3V & +5V rails are 150W MAX+3.3V & +5V 最大总输出150W Total Combine Power on +3.3V & +5V & +12V rails ar