電腦硬體基礎篇電源(電源工作原理及作用_特性參數及型號和位置)

電腦電源是把220V交流電，轉換成直流電，並專門為電腦配件如CPU、主板、硬碟、內存條、顯卡、光碟驅動器等供電的設備，是電腦各部件供電的樞紐，是電腦的重要組成部分。

目前PC電源大都是開關型電源。

電源的工作原理

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

目前常見的微機電源功率從130W 到250W 不等，最常用的便是250W 的。在電源內部有一個110V/ 220V 的選擇開關，因為我國市電採用220V 的標準，所以國內製造或組裝的微機電源絕大部分將11OV/ 220V 開關剪下焊接在220V 的一端。電源內部最容易損壞的部件是保險管，其規格通常為10A 。在更換時，需注意保險管金屬帽上的標號，一定要更換規格相同的產品。

如果規格過大，當有過高電流出現時，那麼保險管就起不了作用，此時很有可能將電腦燒毀;如果更換的保險管規格較小，那麼就不能滿足電腦的用電需求，導致死機現象頻繁。另外，微機的電源一般都具有完善的自我保護功能，在直流負載發生短路時，它們可以自動切斷電源，而在負載故障消失時，又能自動恢復正常供電功能。

電源的重要指標

1.效率

電源的輸出功率與輸入功率的百分比。測量條件一般是滿負載，輸入交流電壓為標準值。

2.輸出電壓保持時間

即在開關電源的輸入電壓撤消後，輸出電壓的保持時間。

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，或者能夠加在開關電源的輸入端和輸出端之間的最大直流電壓。

4.電網穩定度（線性調整率）

輸出電壓隨著輸入電壓在指定範圍內變化而變化的百分率。其應用條件是負載和周圍的溫度保持恆定。

5.負載穩定度

輸出電壓隨著負載在指定範圍內變化而變化的百分率，條件是輸入電壓和周圍的溫度保持恆定。

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的峰值，通常我們以MV 為度量。

7.過載或過流保護

防止因負載過大，使輸出電流超過原設計的額定值而造成電源損壞。

8.過壓保護

當輸出電壓超過額定值時，電源會迅速自動關閉，停止輸出，以防燒毀供電設備。

9.電磁幹擾

即那些由開關電源的開關器件產生的，不希望傳輸和發射的高頻能量頻譜。

電源的作用

桌上型電腦電源的作用主要有兩個，分別是變壓和供電。

電腦電源是把220V交流電，轉換成直流電，並專門為電腦配件如主板、驅動器、顯卡等供電的設備，是電腦各部件供電的樞紐，是電腦的重要組成部分。目前PC電源大都是開關型電源。

電源分類型號

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5V，正負12V），另外向主板提供一個PG（接地）信號。輸出線為兩個6 芯插座和幾個4 芯插頭，其中兩個6 芯插座為主板提供電力。AT 電源採用切斷交流電網的方式關機，不能實現軟體開關機，這也是很多電腦用戶不滿的地方所在。

在ATX 電源規格沒有出臺之前，從286 一直到早期的586，一直採用的是AT 電源為主板供電，應該說這是電腦市場上存活時間最久、覆蓋面最廣的電源規格。不過隨著ATX 電源的逐漸普及，AT 電源如今已經淡出市場了。

ATX 電源

ATX 電源是Intel 公司1997 年2 月開始推出的電源結構。和以前的AT 電源相比較，在外形規格和尺 寸方面並沒有發生什麼本質上的變化，但在內部結構方面卻做了相當大的改動。最明顯的就是增加了正 負3.3V 和正5V StandBy 兩路輸出和一個PS-ON 信號，並將電源輸出線改為了一個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、減少發熱量，就 需要設計者降低晶片的工作電壓。從這個意 義上講，電源就需要直接提供一個正負3.3V 的輸出電壓，而那個正5V 的電壓也叫做輔助 正電壓，只要接通220V 交流電就會有電壓輸 出。

BTX 電源

BTX 電源是也就遵從BTX 標準設計的PC 電源，不過BTX 電源兼容了ATX 技術，其工作原理與內部結構基本相同，輸出標準與ATX12V 2.0 規範一樣，也是像ATX12V 2.0 規範一樣採用24pin 接頭。BTX 電源主要是在原ATX 規範的基礎之上衍生出ATX 12V、CFX 12V、LFX 12V幾種電源規格。其中ATX 12V 是既有規格，之所以這樣是因為ATX12V 2.0 版電源可以直接用於標準BTX 機箱。CFX12V 適用於系統總容量在10～15 升的機箱；這種電源與以前的電源雖然在技術上沒有變化，但為了適應尺寸的要求，採用了不規則的外型。定義了220W、240W、275W 三種規格，其中275W 的電源採用相互獨立的雙路+12V 輸出。而LFX12V 則適用於系統容量6～9 升的機箱，目前有180W 和200W 兩種規格。BTX 並不是一個革新性的電源標準，雖然INTEL 公司大力推廣，但因為支持的廠商太少，因此，已經很少提及。

電源主要參數

電源功率

我們這裡提到的功率主要指電源的 輸出功率，現在很多廠商吹噓的250W 甚 至300W 用的都是名義功率，實際上可能 輸出功率連200W 都達不到。用戶可以根 據電源上標註的各種電壓乘以其最大工 作電流的總和即為該電源的實際輸出功 率。對於一般用戶而言輸出功率並非越 大越好，這也是很多用戶選購電源時的 一個誤區。就目前一款合格的250W 電源 已能夠應付絕大多數用戶的需要，所以 能夠長期穩定工作才是選購電源時最重要的一點。右圖分別是標準的250W 、300W 電源的輸出電流。

濾波和噪音

電腦用電是由220V 交流電經過電源 的濾波和穩壓變換成各種低壓直流電。 受濾波電容的容量和品質的影響在濾波 過程中難免會有一些噪音雜波，這種噪 音表現為直流電中交流分量棗即輸出直 流電的平滑程度（也被稱為紋波係數，這 個係數越小越好）。濾波的品質高低直接 關係到輸出電流紋波係數高低，同時也關係到電流有較大變動時電壓的穩定程度。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產生誤判，重則可能燒壞電腦。特別在電源接通之初受到衝擊電流的影響，穩定的輸出必然需要一定的時間周期，在這個周期中電壓的穩定度很 難保證，所以現有ATX 電源廣泛採用讓電源延時100 ～ 500ms，等電源穩定後再向電腦提供高質量的電源。

Power Good 信號

Power Good 信號簡稱P.G.或P.OK 信號。該信號 是交流輸入電壓和直流輸出電壓的檢測邏輯信號，與 TTL 信號兼容。當電源接通之後，如果電壓比較電路檢 測交流輸入電壓以及直流輸出電壓均在額定工作範圍 之中（具體範圍見右圖），則經過100ms ～500ms 的延 時，P.G.電路發出「電源正常」的信號（PWR-OK 為高電平）。如果電壓比較電路發現交流輸入電壓或者任何一路直流輸出電壓不在額定工作範圍之中，則 P.G.電路送出「電源故障」信號（PWR-OK 為低電平）。當遇到這種異常時P.G.電路應在1ms 內使PWR-OK 降為小於0.3V 的低電平，且下降沿的波形應陡峭，無自激振蕩現象發生。P.G.信號對於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，系統仍將無法啟動，而如果P.G 信號 不穩定，則會使電腦頻繁自動重新啟動。

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