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1、 首页 | | 新闻 | | 评测 | | 技术 | | 专栏 | | 访谈 | | 论坛音箱耳机 | 打印扫描 | 键盘鼠标 | 显示器 | 机箱电源 | 外置存储 | 网络设备 | USB 设备 | 其他设备您现在的位置: 首页 技术 从内部看电源电脑电源原理与选择 类型:技术 作者：DEBUG 日期：2004-8-1 18:00:48 来自：本文原载于本文原载于电脑爱好者电脑爱好者20042004 年年 3 3 月月电脑电源的重要性，现在已经充分为大多数用户所了解，但是，面对市场上众多电源弄虚作假的现象，我们是否能够一一识别呢？要检测一个电源的真实性能，最可靠的办法就是使用示波器和电子负
2、载仪来测试它的稳定性和负载能力，但这不是普通消费者能够做到的。或者，另一个办法就是通过模拟真实使用环境，通过大量增加负载来测试其实际水平，但这也不是在购买电源的时候所能做的。所以，我们借对于近一段时间非常受瞩目的电源七彩虹鑫谷核动力合金版电源的分析，来给大家介绍一下如何从电脑电源的电路设计与基本参数来判断一个电源的真实性能。产品介绍产品介绍鑫谷核动力合金版电源鑫谷核动力合金版电源鑫谷是著名的电源品牌之一，七彩虹这一次将其引入国内推出了“核动力”系列电源，以“真推荐产品漫步者 19T3介绍 图片漫步者 S2k介绍 图片漫步者e2100介绍 图片轻骑兵 V23介绍 图片轻骑兵 3900介绍 图片I
3、E4 限量版介绍 图片明基 FP71E+介绍 图片海贝键盘介绍 图片海湾键盘介绍 图片实功率”作为主要宣传卖点。“合金版”是其中最为高档的版本，其最大功率为 400W。这款产品的主要特点包括：使用铝镁合金的外壳、带有可调风扇转速功能、独有的“磁放大技术“和“主动式PFC”设计。其中后两点我们将在后续的章节中予以介绍。当然，通过 3C 认证也是不可缺少的。电脑电源的工作原理电脑电源的工作原理“电源”，严格意义上应该称为“电源转换器”，因为它并不能真正产生电能（能够做到这一点的只有电池和发电机），而只是将一种电能形式转换为另一种形式。其中最主要的转换方式，就是将便于传输的高压交流电转换为大多数电器
4、所使用的低压直流电（但并非所有电源都是如此，物理学或化学试验中使用的“整流线圈”电源就是用于将低压电转换为高压电的）。最简化的电源电路示意图最简化的电源电路示意图在多媒体音箱中，我们就可以看到最简单的电源形式，它的电路结构可以参照示意图。其基本原理就是通过一个变压器将高压交流电转换为低压交流电，然后通过一个二极管“全桥”将低压交流电转换为脉冲直流电（由于二极管具有单向导电的特点，所以交流电的“负周期”被完全截止，从而变成直流电），然后通过一组滤波电容将脉冲直流电转换为普通的恒流直流电（电容在脉冲的上升段被充电，在下降段放电，从而将脉冲“摸平”）。但是，由于市电的频率只有 50Hz，所以在简单电
5、源中只能使用剩磁特性较强的矽钢片变容器，这种变容器的体积大、效率低，在转换过程中会大量发热，用于对功率转换效率要求较低的音响电源尚可（很多体积巨大的专业功放其总功率高达上千 W,但实际用于推动音箱的只有几十 W 而已），用于对体积和输出功率都有高要求的电脑电源则绝对不可以。既然变压器在 50Hz 下的工作效率不高，能否将频率提高呢？这就是电脑电源设计的中心思想：提高工作频率来减少变压器的体积和重量。这种电源称之为“开关电源”。罗技 MX1000介绍 图片光电高手介绍 图片三诺 N20GII介绍 图片创新 S750介绍 图片SBAU2NX介绍 图片傲森投手介绍 图片热点文章我们就希望R1200T
6、 价格合理稳定的时候快点到来吧N-30G 是一款难得的性价比极高的音箱 漫步者 M3 作为一款配笔记本的小音箱，效果相当不错 最新文章特报！双飞燕推出 X750F皮革版 T6 的音质加强版？艺电 S6 音箱试用 说说耳塞中的“外观相同”现象 本站推荐！值得考虑的七大 2005 年重头音箱 经典手感是如何形成的开关电源电路示意图开关电源电路示意图电脑上使用的 ATX 开关电源首先通过耐高压二极管和耐高压电容对市电进行整流和滤波而直接输出高压直流电，然后用开关电路将直流电转换为高频率的脉动直流电并送到高频开关变压器上，此时可以选择体积小巧的铁氧体变压器来完成高压到低压的转换，然后再对输出的低压电进
7、行整流和滤波并最后输出，它的结构可以参见附图。实际电路中选用大功率的三极管或场效应管来做为开关，根据控制电路的信号导通和截止，工作频率达到数十 KHz 或数百 KHz，然后与开关变压器、高、低压整流滤波电路就构成了一个简易的开关电源。当需要提升输出电压时就增加开关管导通的时间，反之则增加截止的时间，控制十分灵活。与音响电源相比，电脑使用的 ATX 开关电源最大的区别就在于不是先降压再将交流电转为直流电，而是通过高压电路先将电流转为高压直流电，再通过变压器进行降压。它的体积和重量都要减少很多，不过由于其高压电路较为复杂，所以对元件的要求要高得多，而且控制电路要复杂的多。开关电源体积小、重量轻、转
8、换效率高、自身发热量小的诸多优点决定其成为工业设备的首选电源，只是开关电源的电磁辐射和干扰会比较大。电脑电源的电路结构电脑电源的电路结构上面，简单介绍了电脑电源的工作原理，下面我们结合鑫谷核动力合金版电源来介绍一下电脑电源的电路结构。ATX 电源由内部的电源线路板、元件、外部的壳体和各种接口插件组成，金属的壳体起屏蔽作用，防止电磁辐射，但必须预留进风和出风口以供电源自身和机箱的散热，在出风口上安装风扇能加强散热的效果，而通风口上安装的栅栏的间隙大小也会影响到通风的质量，所以大多采用钢网来做栅栏，或者将栅栏自己的宽度冲压的很窄。鑫谷核动力合金版电源在电源的进风口和出风口都设计了风扇。IBM M
9、系列 101 键盘的工作原理 人性化的 MP3 耳机双飞燕 HS-8 快捷与效率，双飞燕 X-708F 办公王试用 DEBUG 回首，音箱厂商的2005 DEBUG 回首，多媒体音箱的 2005 趁胜追击，三诺 iFi 系列再出 321 鑫谷核动力合金版电路的内部电路鑫谷核动力合金版电路的内部电路电源外壳上安装了交流电输入插座，有的电源还安装一个交流输出插座供显示器使用，这个输出插座并联在输入插座上，与电源内部的电路没有任何关系，那些担心外接个显示器就要分担电源功率的想法完全没有必要。由于 ATX 电源内部的待机电路与外界电源总是连接着并为电源的主电路和主板的启电路提供启动电压，因此即使关机后
10、也要拔掉电源线才能拔插电脑内的板卡，鑫谷核动力合金版电源设计有硬开关，可以完全切断外界的供电，使用更加方便。一级一级 EMIEMI 电路电路交流电源插座上焊接的是一级 EMI 电源滤波器电路，这是一块独立的电路板，是交流电输入后所经过的第一组电路，这个由扼流圈和电容组成的低通网络能滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号，同时也将电源内部的干扰信号屏蔽起来，构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。二级二级 EMIEMI 电路电路市电进入电源板后先通过电源保险丝，然后再次经过由电感和电容组成的第 2 道 EMI 电路以充分滤除高频杂波，然后再经过限流电阻进入高压整流滤波电路。保险丝能在电源功率太大或元件出
11、现短路时熔断以保护电源内部的元件，而限流电阻含有金属氧化物成分，能限制瞬间的大电流，减少电源对内部元件的电流冲击。对于 EMI 电路的分析，我们将在后面介绍 3C 标准的时候加以分析。整流滤波电路整流滤波电路经过 EMI 后的市电，经过全桥整流和电容滤波后就变成了高压的直流电，其中全桥就是封装在一起的四个二极管，有的电源干脆就安装了 4 个分立的二极管，作用相同。全桥后面的两个高大的桶状元件就是高压电解电容，其作用是将脉动的直流电滤除交流成分而输出比较平稳的直流电，这两个电容的使用与开关电路的设计有密切关系，其容量往往是以往电源评测时的焦点，但实际上它的容量和电源的功率毫无关系，但增大它的容量
12、会减小电源的纹波干扰，提高电源的电流输出质量。开关变压器开关变压器经过了交直流转换，下面就要进入 ATX 开关电源的心脏开关电路了。开关电源顾名思义其核心就是开关二字，实际电路中使用两个大功率的开关管轮流导通和截止将直流电转换为高频率的脉动直流电并送到高频开关变压器上进行降压，这样就完成了高电压直流高频率高电压脉冲高频率低电压脉冲低电压直流的转换过程。开关管的品质直接决定了电源的稳定性，它也是电源中主要的发热元件，拆开电源后看到的主散热片上的两个晶体管就是开关管。高频开关变压器同样是整个电路中的核心部件，讲究的是铁氧体的效率、磁芯截面积的大小和磁隙的宽度，截面积过小的变压器容易产生磁饱和而无法
13、输出较大的功率，各个绕组的匝数直接影响输出的电压，通常我们无法具体的掌握这些参数，所以无法准确的判断变压器到底能输出多大的功率。另外，开关变压器的输出端虽然很多，但其中的某些输出端使用的却是相同的绕组，比如+3.3VDC 和+5VDC 就是这样，所以当+3.3VDC 输出最大电流时+5VDC 就无法输出很大的电流了，就是由于这个原因我们不能将电源各个输出端的功率进行简单的累加。辅助变压器辅助变压器在主变压器旁边的两个小变压器也有各自的作用，其中一个将开关电路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。另外一个完全是一套独立的小型开关电
14、源，这就是我们所说的待机电路，其输出的电压为电源的主电路供电，同时通过+5VSB 端输出到主板来实现唤醒功。低压整流滤波电路低压整流滤波电路经过高频开关变压器降压后的脉动电压同样要使用二极管和电容进行整流和滤波，只是此时整流时的工作频率很高，必须使用具有快速恢复功能的肖特基整流二极管，普通的整流二极管难当此任，而整流部分使用的电容也不能有太大的交流阻抗，否则就无法滤除其中的高频交流成分，因此选择的电容不但容量要大，还要有较低的交流电阻才行，此外还能见到 1、2 个体积硕大的带磁心的电感线圈，与滤波电容一起滤除高频的交流成分，保证输出纯净的直流电。由于低压整流端需要输出很大的电流，所以整流二极管
15、同样会产生大量的热量，这些二极管与前面的开关管都需要单独的散热片进行散热，电源中另一个散热片上所固定的就是这些元件。从这些元件输出的就是各种不同电压的输出电流了。电源板的另外一角就是这个电源的控制中心了，这里关键的部件是 PWM 电源管理集成电路，辅助的电路还包括基准电压电路、取样电路、比较电流和保护电路等等，往往十分复杂。电源内部还需要对过压、过流、欠压、过载、过热等进行保护，这些也是电源中的电路。机箱带电的原因机箱带电的原因很多人都遇到过一种现象，那就是在触摸机箱的时候会有轻微的触电感发生。一些朋友往往误以为是电脑“漏电”从而忐忑不已。其实这是一种正常现象。电源内部是一个电磁环境高度恶劣的
16、场所，在这个空间内有大量的高频交变电流流动，从而产生出强大的干扰电场（不信可以作个试验，将一台正常工作的电脑上的电源外壳拆下，再原样装回去，电脑就会变得不能启动），这些电场都被电源外壳屏蔽掉。但与此同时，电源外壳上也会有感应电压产生。而且由于电源滤波电路的中点保护接地（就是两个大滤波电容的接地端）连接在电源外壳上（为了对地取零），所以外壳上也会有一个恒定的对地电压。电源外壳的带电也会导致机箱外壳的带电。但不管是哪一种情况，其电压虽高，但电流极小，所以虽然有触电的刺痛感，但不会当真触电。正常情况下，这个电压并不会有所反映，因为电源的外壳是和电源线的零线连接的，当零线正常连接时，电流会被零线导走。然而在很多人家里，电源插座的零线往往并不会正确连接，此时零线形同虚设，“漏电”感就会出现了。解决这一问题的方法就是正确连接零线，除了连接入户零线外，也可以自制零线。但要注意使用燃气管道和自来水管道作为接地是
