计算机组装与维护教学全套课件第3版 电子资源技术名词新解 技术名词新解9 3 电源

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1、电源电源适用类型:适用类型是指该电源所适用的电脑类型,例如台式机,服务器/工作站等等。不同类型的电脑对电源的需求是不同的,例如服务器/工作站,因为设备较多而且高能耗设备多,而且要求工作稳定,所以耗电较台式机大些。额定功率:是电脑辐射消除器持续工作时可以提供的最大功率,单位为瓦(W),或者使用千瓦(KW)为单位,1千瓦1000瓦。电脑辐射消除器工作时用以取代计算机电源线,因此它的额定功率必须满足电脑的需求,是电脑辐射消除器最重要的参数。额定功率和额定电压、工作电流有很密切的关系,原则上等于额定电压乘以工作电流,所以电脑辐射消除器额定功率一般在1000W到2000W之间。 和工作电流一样,额定功率

2、是在持续正常工作中可以提供的最大功率,而不是说工作时一定需要这样的功率。实际上电脑辐射消除器在工作时的功率远远小于这个数值,基本上取决于电脑本身所需要的功率,电脑辐射消除器自身消耗的电量很小。PFC:PFC(Power Factor Correction)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)。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

3、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,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。最大功率:是指电源在单位时间内,电路元件上能量的最大变化量,是具有大小及正负的物理量。在这里特指最大输出功率。最大功率

4、越大,电源所能负载的设备也就越多。适用范围:是指该电源所支持的硬件类型,在这里主要是指所支持的CPU类型。安装方式:是指该电源相对与机箱的安装方式,一般分为内置和外置。其中,内置方式最常见。电流保护:当线路发生短路时,重要特征之一是线路中的电流急剧增大,当电流流过某一预定值时,反应于电流升高而动作的保护装置叫过电流保护。过压保护值在面板上有一只电位器,可以人工设定。而过流保护值是不能人工设定的,机内已经定死,一般为额定电流的1.21.5倍。需要说明的是,过压保护会立即快速启动,过流保护则有一秒左右的延时。这是因为如电源正常工作时,如电源的负载发生突然短路,此时电源输出的瞬间电流是数倍或数十倍的

5、额定电流值,可以认为是一个电流冲击,远远超过过流保护的数值,但这时并不希望过流保护起作用。而希望短路解除后,电压自动恢复正常。因此在设计过流保护时,要避开突发短路时的电流冲击,而仅考虑使输出过电流的时长达到一定的值才启动过流保护。转换效率:转换效率就是电源的输入功率与输出功率的比值:即电源转换效率=电源为主机提供的即时输出功率/输入电源的即时功率100%。一般来说,PC电源规范对转换效率有着一定的要求。PC电源是将交流电能量转换成直流电能量并供应给主机配件的设备。具体地说,电源将一路220V(或110V等)、50Hz(或60Hz)交流电转换为+12V、+5V、+3.3V以及-12V、+5Vsb

6、多路直流,输出给配件。这个能量转换的过程存在损耗,衡量损耗的一个指标就是转换效率。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。关于转换效率需要注意的:不同的电源产品,其转换效率不同;同一电源产品,在不同的工作状态下,其转换效率也有变化。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,

7、原因有三: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;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;更高的环保和节能要求。追求高效率电源有的意义在于:1、节约能源同时节省电费,既保护环境也降低了使用成本。对于平时运行功耗200W的配置而言,典型负载转换效率从75%上升到85%,可以减少31W的无谓损耗。2、降低电源的发热,有助于构建静音主机。开关电源耗散的功率,小功率下在50W量级,大功率下可达150W或更高,实际上是机箱内一个可以和CPU、显卡比拟的大热源,电源散热风扇的转速与风量也是可以和高端CPU

8、散热器相比的。要让电源风扇运行在较低转速下而保证稳定,就需要电源的效率达到一定水准。过压保护:当被保护线路的电源电压高于一定数值时,保护器切断该线路;当电源电压恢复到正常范围时,保护器自动接通。过压保护(OVP)器件用于保护后续电路免受甩负载或瞬间高压的破坏,在某些特定的应用中,基本的过压保护电路不足以胜任器件保护的要求,通常有以下两种需求:电路的最大输入电压可能增大;适当修改电路,可以在发生过压或欠压时利用输出电容储能保持能量。ATX电源规范:是1995年Intel公司制定的主板及电源结构标准,ATX是英文(AT Extend)的缩写。ATX电源规范经历了ATX 1.1、ATX 2.0、AT

9、X 2.01、ATX 2.02、ATX 2.03和ATX 12V系列等阶段。从P4开始,电源规范开始使用ATX 12V 1.0版本,它与ATX 2.03的主要差别是改用+12V电压为CPU供电,而不再使用之前的+5V电压。这样加强了+12V输出电压,将获得比+5V电压大许多的高负载性,以此解决P4处理器的高功耗问题。Intel在2003年4月,发布了新的ATX 12V 1.3规范。新规范除再次加强电源的+12V输出能力外,为保证输出线路的安全,避免损耗,特意制定了单路+12V输出不得大于240VA的限制。同时新规范还为当时崭露头角的SATA硬盘提供了专门的供电接口。2005年,随着PCI-Ex

10、press的出现,带动显卡对供电的需求,因此Intel推出了电源ATX 12V 2.0规范。这一次,Intel选择增加第二路+12V输出的方式,来解决大功耗设备的电源供应问题。ATX 12V 2.0规范还将电源满载转换效率的标准提升至80%以上,进一步达到环保节能的要求,并再次加强了+12V的电流输出能力。在制订了ATX 12V 2.0规范后,Intel又在其基础上进行了ATX 12V 2.01、ATX 12V 2.03等多个版本的小修改,主要提高了+5VSB的电流输出要求。2006年5月起,Intel又推出了ATX 12V 2.2规范,相比之下,新版本并没有太大变化,主要是进一步提高了最大供

11、电功率。2007年4月3日,Intel发布了最新ATX12V 2.3标准,“沉寂”了一年之久的电源规范再次升级。此次Intel发布2.3标准,主要是针对Vista系统带来的硬件升级以及双核、多核处理器的功耗改变。ATX12V 2.3版规范更贴合当今主流需要,并与过往的电源规范有了较大的区别,而ATX12V 2.31版规范更为贴合当今主流应用,且在效能、环保以及节能等设计上也更为完善。因此我们有理由相信ATX12V 2.31版电源将会进入主流市场,并最终普及开来。除非主要配件功耗发生转变。80 PLUS:指的是一款电源产品在20%、50%、100%负载时,都必须达到80%以上的效率,

12、同求满载时功率因数必须在0.9以上。不少人会把效率跟PF这两个值搞混,举例来说,一款标示500W的电源,在100W、250W、500W这三种输出中,若以80%的转换效率计算,要求交流电输入值至少为125W、312.5W、625W。若PF为0.95,则输入端的功率是131VA、328VA、658VA。 以500W来看,拥有80%效率的电源,交流电输入为625W。反之,只有60%效率的产品,交流电则需要输入500W/60%=833W。因此,转换效率的高低,直接成为电源供应器最重要的关键。80 PLUS 计划是由美国能源署出台, Ecos Consulting 负责执行的一项全国性节能现金奖励方案。

13、起初为降低能耗,鼓励系统商在生产台式机或服务器时选配使用满载、50%负载、20%负载效率均在80%以上和在额定负载条件下PF值大于0.9的电源。由美国政府自掏腰包,对于符合以上要求的,台式机每套系统奖励5美元,对于服务器每套系统则奖励10美元。现在全球都在提倡节能环保,节能环保大多是从两方面进行:一是寻找新能源,二是提高现有能源的利用率以减少当前的资源浪费和对环境造成的影响。美国能源计划署针对当前资源利用率不高的情况,对PC电源做出了80PLUS的认证规范,以提高电源的转换效率,避免不必要的资源浪费。80PLUS是民间出资,为未来环境改善,与节省能源而建立的一项严格标准,通过80PLUS认证的

14、产品,出厂后会带有80PLUS认证标识,而工厂也能从该民间组织受到奖励。通过80PLUS的产品,节能,环保,效率高,是以后电子产品的大势所驱。优点在于:降低能源消耗,节省电费开支;降低电脑发热量,从而降低散热支持;增强电脑的可靠性,减少电脑维修保养成本。至2008年以来,目前通过80 PLUS的产品共分为5个档,分别为80 PLUS白牌(Standard) 、铜牌(Bronze) 、银牌(Silver) 、金牌(Gold)、白金牌(Platinum) 和钛金牌(Titanium) 。白牌认证:2007年7月2008年6月实施。白牌认证为80PLUS中原始标准,它要求电源在20%轻载、50%典型

15、负载和满载下的转换效率均达到80%以上。铜牌认证:2008年7月2009年6月实施。所有通过认证的电源必须达到如下指标:20%轻载和满载下的转换效率必须达到82%以上,50%典型负载下的转换效率则必须达到85%。银牌认证:2009年7月2010年6月施行。在铜牌认证的基础上,银牌认证将更加苛刻。它要求电源在20%轻载和满载的情况下,转换效率必须达到85%以上,50%典型负载下必须达到88%。金牌认证:2010年7月2011年6月施行。它要求电源在20%轻载和满载的情况下,转换效率必须达到87%以上,50%典型负载下则必须达到90%。白金牌认证:80PLUS白金牌认证于2011年03月悄然出现,

16、它的要求比金牌更高,电源在20%轻载的情况下需达到90%以上,50%典型负载下则必须达到92%,而满载情况下则是89%。钛金牌认证:80PLUS机构于2011年09月发布了80Plus的新标准,那就是80PLUS钛金牌。即使80Plus机构不公布这一切,我们也可以猜到很多东西,比如80PLUS钛金牌一定会率先应用于230V的机房标准,80PLUS钛金牌会拥有更高的转换效率要求,80PLUS钛金牌的效率一定是目前电源难以企及的高度。通过了80PLUS认证的电源品牌和型号,80PLUS官方网站都提供查询服务。截至目前共有1239款电源通过了80PLUS各级认证。其中,830款电源通过了80PLUS原版认证,318款电源达到了80PLUS铜牌认证

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