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台式机电源性能参数 台式机电源基本知识20问答

    小贴士: 台式机电源 2015-04-18 14:58

    台式机电源性能参数 台式机电源基本知识20问答


    1、电源的基本工作原理是什么?

    答:通过运行高频开关技术将输入的较高的交流电压(AC)转换为PC电脑工作所需要的较低的直流电压(DC)。

    2、电源的工作流程是怎样的?

    答:当市电进入电源后,先经由扼流线圈和电容滤波去除高频杂波和干扰信号,然后经由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门,这样最后输出供电脑使用相对纯净的低压直流电。

    3、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是CCC认证一个重要内容。

    4、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。

    5、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,因为其耐压值特别高,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。

    6、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。

    7、低压整流滤波电路的原理是什么?

    答:低频脉冲直流电经由二极管整流后,再由电解电容滤波,这样,输出的就是不同电压的不乱的电流了。因为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,但因为不需要很高的耐压值,所以电容体积很小。

    8、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,供应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。

    9、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,都必需增加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)。

    10、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长处;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。

    11、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进步功率因数,被动式PFC的功率因数不是很高,只能达到0.7~0.8,并且发烧量比较大。

    12、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,主机休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不乱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。该信号相称于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输出电压提前几百毫秒消失,通知主机触发系统在电源断电前自动封闭,防止溘然掉电时硬盘磁头来不及移至着陆区而划伤硬盘。

    13、什么是传导干扰?

    答:传导干扰是用来衡量电子产品在运行过程中对整个电网发送电子干扰信号大小的一个概念。所有的电子产品在用电时都会对电网发出干扰信号,假如干扰信号过大,就会影响整个电网的用电质量,从而干扰到其他电器的正常运行。因此,大多数国家对电子产品的传导干扰指标都有一个硬性的划定,禁止传导干扰过大的产品出产、销售。

    14、电源测试中比较重要的有哪些项目?

    答:主要有交叉负载,浪涌,输入电压,纹波噪音,输出短路,过功率,转换效率,功率因数,响应时间,时序,噪音,传导辐射,漏电流,高低温测试等。

    15、什么是浪涌电流?

    答:浪涌电流指电源接通瞬间,流入电源设备的峰值电流。因为输入滤波电容迅速充电,所以该峰值电流远弘远于稳态输入电流。电源应该限制AC开关、整流桥、保险丝、EMI滤波器件能承受的浪涌水平。反复开关环路,AC输入电压不应损坏电源或者导致保险丝烧断。

    16、什么是转换效率?

    答:因为电源在工作中,有部门电能转换成热量损耗掉了。因此,电源必需尽量减少热量的损耗。转换效率就是输出功率除以输入功率的百分比。1.3版电源要求满载下最小转换效率为70%。 2.0版更是将推荐转换效率进步到了80%。

    17、功率因数与转换效率有什么区别?

    答:尽管功率因数和转换效率都是指电源的利用率,但区别却很大。简朴的说,功率因数产生的损耗是电力部分负担,而转换效率的损耗是用户自己负担。可以看得出来,功率因数、EMI等都是对国家电网的保护。

    18、什么是额定功率?

    答:额定功率是指电源在不乱、持续工作下的最大负载,额定功率代表了一台电源真正的负载能力,好比,一台电源的额定功率是300W,其含义是天天24小时、每年365天持续工作时,所有负载之和不能超过300W。但实际上,电源都有一定的冗余,好比额定功率300W的电源,在310W的时候还能不乱正常工作,但尽量不要超过额定功率使用,否则可能导致电源或其他电脑部件由于过流而烧毁。

    19、什么是过功率保护?

    答:除了额定功率之外,还有一个数据,叫“过载保护”,英文叫“OPP”。过载保护指电源的负载持续上升,达到某个点了,电源就自动断电,以免泛起过流损坏电源或者电脑的其他部件。OPP值通常是额定功率的1.3倍左右,有些厂商把OPP设得太高,实在是不安全的。在额定功率和OPP之间,会有一个区间,好比,新冷钻额定功率300W,OPP为370W,那么,300-370W之间的这个区域就是一个“盲区”。假如在这个区间停留的时间过长(一般可以持续数十秒时间),很可能导致电源或电脑的其他部件烧毁。

    20、温控电源的原理是什么?

    答:温控电路主要是通过热敏电阻实现的。当电源开始工作时,风扇供电电压为7V,当电源内温度升高,热敏电阻阻值减小,电压逐渐增加,风扇转速也进步。这样就可以保持机壳内温度保持一个较低的水平。在负载很轻的情况下,能够实现静音效果。负载很大时,能保证散热。

    电源篇:

    如果要想了解一款电源产品,那么你绝对不能忽视这款电源的铭牌。一般正规的电源产品铭牌上都会清晰的标注出该电源的额定功率、电源版本、电源输出能力表格以及相关认证信息等参数。如果铭牌都标注的不规范,那么我们就要对这款电源的品质打上问号了。

    电源铭牌

    许多用户在购买电源的时候往往只知道我要买多少W的电源,这个时候就很容易被JS忽悠,到底你这个多少W指的额定功率还是最大(峰值)功率?其实电源的功率有多种表示方法,一般我们需要关注的就是额定功率和最大(峰值)功率。

    额定功率

    额定功率是电源厂家按照INTEL公司制定的标准标出的功率,并没有一个具体的计算公式。一般指能够连续输出的有效功率,也就是在正常的工作环境下电源的可以稳定输出的功率。额定功率是一款电源最重要的参数规格,如果电源的额定功率无法满足你电脑的需求,种种不可预知的问题恐怕就会接踵而来。

    最大(峰值)功率

    最大(峰值)功率是指电源短时间内可以输出的最大功率。由于电源无法长时间维持在最大(峰值)功率下稳定运行,所以它对于消费者来说并没有太大的意义。

    产品型号直接采用峰值功率

    目前国内市场上很多电源的铭牌标注都非常不规范,如,有的型号为XXX-500,但额定功率却是300W;或者有的干脆直接印上最大功率400W;还有些甚至直接不标明,这就让JS们有了“自由发挥”的空间,经常拿“最大(峰值)功率”当作“额定功率”忽悠消费者。只标明了最大功率400W。

    另外,这里还需要特别说明一下,熟悉电源的朋友应该知道,在许多台系或者国外品牌电源上我们看不到额定功率字样,这是因为目前国内电源的功率标注方式和它们并不相同,可以简单概括为:额定功率(国内)=最大功率(国外)英文常标示为max(total)power,最大功率(国内)=峰值功率(国外)英文常标示为peakpower。为什么会出现这样的情况呢?主要是一些厂商曲解了最大功率、峰值功率的含义,故意混淆企图制造混乱忽悠消费者。

    主动式/被动式PFC

    目前许多的电源厂商广告都在宣称主动PFC,转换效率更高等等,所以对于电源PFC电路我们也要多加了解。PFC(PowerFactorCorrection)即“功率因数校正”,功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系,也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。目前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)。

    主动式PFC

    主动式PFC主要由高频电感、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、低损耗和高可靠、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。

    被动式PFC

    被动式PFC通常为一块体积较大的电感,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0.7~0.8,因此其效率也比较低,发热量也比较大。被动式PFC也并非一无是处,其结构简单,稳定性上表现好,比较适合中低端电源。

    不过,这里也需要注意,“功率因数”并不就等于“转换效率”。现在有些商家将主动式0.99的功率因数解释为能得到99%的电源转换效率,这很显然这是不对的。虽然两个都是描述省电的概念,但对于个人而言两个概念的意义是不一样的。PFC“功率因数”高是为国家省钱,而“转换效率”高是为用户省钱。

    ATX电源规范

    ATX规范是1995年Intel公司制定的主板及电源结构标准,ATX是英文(ATExtend)的缩写。ATX电源规范经历了ATX1.1、ATX2.0、ATX2.01、ATX2.02、ATX2.03和ATX12V系列等阶段。目前,国内通行的电源标准是ATX2V标准,而该标准可分为ATX12V1.2、ATX12V1.3、ATX12V2.0、ATX12V2.2、ATX12V2.3和ATX12V2.31等多个版本。

    最新的IntelATX12V2.31版本电源规范

    我们选购电源的时候应该尽量选择更高规范版本的电源。首先高规范版本的电源完全可以向下兼容,其次新规范的12V、5V、3.3V等输出的功率分配通常更适合当前计算机配件的功率需求,同时,高规范版本的电源还直接提供了当前主板、显卡、硬盘等硬件所需的电源接口,而无需额外的转接。

    电源的各种认证

    看清认证信息是选购电源时的一个重要步骤。评定一款电源的品质,可首先查看其是否通过了必要的安全认证。一般来讲,获得认证项目越多的电源质量越可靠。虽然很多认证都不是必须的,但是有一个认证是必须的,那就是在目前市场中销售的电源,都必须通过国家强制性3C认证后才能进行销售。每当电源市场进行整顿时,有众多店面会关门避风头,其中有一点有可能就是其销售的部分电源没有通过3C认证。

    CCC(S)安全认证

    3C:即“CCC”,全称“中国国家强制性产品认证”,现有的3C证书共有四个版本:CCC(S)安全认证、CCC(S&E)安全与电磁兼容认证、CCC(EMC)电磁兼容认证、CCC(F)消防认证。其中CCC(S)只代表通过了安全标准。正在使用的是CCC(S&E)认证标准,它对电源提出了安全和电磁兼容两项要求,在电源上看到CCC(S&E)标志,就可理解为它通过了3C认证,这也是任何一款电源产品必须达到的标准。一些杂牌电源在没有通过3C认证的情况下,可能会使用伪造的标志来蒙骗消费者,大家需要注意。

    认证项目越多的电源质量越可靠

    除了3C认证外,一些高品质电源还会通过FCC认证,它是一项关于电磁干扰的认证。一台通过了FCC认证的电源,会将其工作时产生的电磁干扰加以屏蔽,消除对人体的伤害。而CE两字,是从法语“CommunateEuroppene”缩写而成,意思是欧盟。CE标志是一种安全认证标志,性质有点类似于“欧洲的3C”,凡是贴有“CE”标志的产品就可在欧盟各成员国内销售,无须符合每个成员国的要求,从而实现了商品在欧盟成员国范围内的自由流通。

    80PLUS认证

    另外,目前都在提倡节能减排,80PLUS认证就是为加速节能而制定的,是高电源转换效率的一个标志。其认证要求是透过整合系统内部电源,使电源供应器在20%、50%及100%等负载点下能达到80%以上的电源使用效率。通过80PLUS认证的电源将比普通电源具有更高的转换效率,同时也更加的节能省钱,目前国内许多厂商都推出了经过该认证的电源产品。

    由于大家去购买电源时是无法拆开包装的,所以只能通过外表得到一部分信息,还有些重要信息是无法了解到的,例如电源是否拥有完整的一、二级EMI滤波电路等信息,都是十分重要的,这时就只能通过看产品介绍或者上网咨询来获得了。另外,EMI滤波电路以及PFC电路做假特别多,有的电源完全没有EMI、PFC电路,有的PFC电路是用铁块、水泥伪造,大家在购买时需要注意,尽量选择知名度较高的品牌产品。

    机箱篇:

    机箱从结构上可以分为AT、ATX、MicroATX、NLX、WTX(也称Flex-ATX)等,而市面上常见其实就是ATX,MicroATX两种,也就是俗称的大机箱与小机箱。

    ATX机箱

    ATX机箱为立式结构,并将I/O接口统一转移到宽的一边(30.5cm)、并做成“背板”的形式。此外,ATX还规定CPU散热器的热空气必须被外排,在加强散热之余、也减少了机箱内的积尘。ATX机箱可以容纳更多的配件,一般拥有四个硬件位与三个光驱位以上,内部结构较宽畅,目前市场上的主流机箱产品都采用此结构。

    ATX机箱样式

    而MicroATX机箱体积较小,扩展性有限,内部结构紧凑,不过占用空间较小,比较适合一些对配件性能要求不高,组建客厅HTPC的用户。

    ABS工程塑料前面板

    机箱前面的塑料面板是用户经常接触的地方,这部分的材质最常见的为ABS工程塑料和普通塑料,ABS工程塑料具有抗冲击、韧性强、无毒害,不易褪色可长久保持外观颜色的特点。而普通塑料使用时间一长就会泛黄,老化甚至开裂。价格方面当然是ABS工程塑料较贵。辨别这两种塑料的方法也比较简单,一般来说,经过认证的ABS材料会在塑料上印有“ABS”字样,而且这两种材料在手感,视觉上的感觉都比较明显,易于判断。

    彩钢前面板

    彩钢板

    另外,现在机箱前面板还有一种彩钢板,又叫彩色钢板,采用尖端复合技术将钢材与色泽鲜艳丰富的腹膜高度融合成一体,兼备多种材料的良好性能,具有更有效的防锈和防腐性能。

    机箱前面板结构介绍

    除了面板外,机箱最重要的还有钢板,比较常见的就是冷镀锌钢板,当然现在有一些高价的机箱采用的是全铝合金或者是全透明的,这些产品还比较少。冷镀锌钢板也有优质和劣质之分,这方面用户可以通过观察其厚度来辨别,较厚的冷镀锌钢板的导电率比较高,可以屏蔽一些机箱内的电磁辐射,防止电磁辐射和干扰。而较薄的钢板制成的机箱的稳固性就很差,机箱承受能力很低,容易变形,极易导致插卡槽位定位不准确,使安装板卡发生困难。

    电镀锌钢板(SECC)

    电镀锌钢板,锌层是电镀上去的,具有耐指纹和耐腐蚀性,而且保持了冷轧板的加工性,国内大部分机箱厂商用的都是SECC板材。

    机箱板材介绍

    热浸锌钢板(SGCC)

    钢板锌层是热镀上去的,属于较为优质的材料钢板,具有优越的耐蚀性,国内暂时还没有钢铁厂可以生产这种材料,大多是靠进口的。

    还有一些采用劣质材料制成的铁皮,根本不是冷镀锌工艺,仅仅在铁皮的内外喷上一层涂料,这样的产品在使用不久后就会出现被空气氧化的现象,最严重的是其根本没有机箱的防电磁辐射功能,大家在购买时也需要注意。

    随着电脑内部各配件散发的热量越来越大,Intel为了确保处理器能在一个安全的环境内工作,于是便推出了一个机箱散热标准测试CAG(ChasisAirGuide机箱散热风流设计规范)规范,此规范旨在检验机箱内各部件的冷却散热解决方案。

    CAG1.1标准(也叫38℃机箱)

    38℃机箱的散热原理

    38℃是一个关于机箱的温度指数,Inte在2003年推出了近乎于苛刻的CAG1.1标准,即在25℃室温下,机箱内CPU散热器上方2CM处的四点平均温度不得超过38℃,达到这个标准的机箱则称为38℃机箱。简单来说,38℃机箱就是按照IntelCAG1.1规范设计,通过TAC1.1标准检测的机箱。

    TAC的全称是ThermallyAdvantagedChassis,是机箱设计认证的意思。从它的中文字面上可以看出,相对于CAG规范来讲,TAC则是针对制造机箱所制定的一个很全面的规范认证。它不仅仅包括了CAG散热风道设计,还包括了诸如EMI防磁设计、噪音控制设计等等关于机箱设计全方位的规范认证。只有通过IntelTAC1.1认证的38℃机箱,才是一款真正符合Intel的CAG1.1规范标准的38℃机箱。

    TAC2.0标准(也叫40℃机箱)

    IntelTAC2.0机箱散热原理

    TAC2.0(ThermallyAdvantagedChassis)是继CAG1.0、CAG1.1之后,intel主导的第三个机箱标准,主要针对CPU和GPU发热源距离缩短和GPU发热大增而设计的标准。TAC2.0规范的核心内容就是侧板去掉了导风罩,从接近CPU正上方到PCI-E显卡插槽的位置长150mm宽110mm的区域开孔(通常来讲是覆盖了CPU、北桥、显卡三个发热区域),这样的设计要使CPU风扇进风口温度相比室温的温升不超过5℃,即35℃室温下不超过40℃,所以也叫40℃机箱。

    EMI弹片/触点

    电磁波会与电子元件作用,产生干扰现象,称为EMI(ElectromagneticInterference)。当电脑运行时,内部配件如电源、主板、内存、显卡、显示器等都有电流通过,电流方向和大小持续不断变化时就会产生“电磁波”并向外辐射。而机箱除了装载必要的PC配件外,还有一个重要的用途就是保护用户远离电磁辐射。

    机箱上的EMI弹片/触点设计

    机箱上的EMI弹片和EMI触点可以加强机箱各金属部件之间的紧密接触而让机箱各部分连通成一个金属腔体,让电磁辐射难以向外泄漏出去,防辐射能力良好的机箱在基座、前板、顶盖、后板边、甚至电源接口处都会设计大量的EMI弹片和触点。

    总结:由于机箱电源跟CPU、主板、显卡等配件不同,无法对电脑的性能起到决定性的作用,这就导致了相当一部分消费者的忽视。希望通过本篇文章能够让更多的网友对机箱电源有更深的了解,帮助大家在装机时不再被JS所忽悠。

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