計算機電源

計算機屬於弱電產品，也就是說部件的工作電壓比較低，一般在正負12伏以內，並且是直流電。而普通的市電為220伏（有些國家為110伏）交流電，不能直接在計算機部件上使用。因此計算機和很多家電一樣需要一個電源部分，負責將普通市電轉換為計算機可以使用的電壓，一般安裝在計算機內部。計算機的核心部件工作電壓非常低，並且由於計算機工作頻率非常高，因此對電源的要求比較高。目前計算機的電源為開關電路，將普通交流電轉為直流電，再通過斬波控制電壓，將不同的電壓分別輸出給主機板、硬碟、光碟機等計算機部件。

基本介紹

• 中文名：計算機電源
• 外文名：Power Supply Unit
• 分類：AT電源 ATX電源
• 性能指標：輸入電網濾波器、輸入整流濾波器
• 主要特點：體積小 重量輕
• 安全認證：China Compulsory Certification
• 縮寫：PSU

電源的分類

AT電源

功率一般為150W～220W，共有四路輸出（±5V、±12V），另向主機板提供一個P.G.信號。輸出線為兩個六芯插座和幾個四芯插頭，兩個六芯插座給主機板供電。AT電源採用切斷交流電網的方式關機。在ATX電源未出現之前，從286到586計算機由AT電源一統供電。隨著ATX電源的普及，AT電源如今漸漸淡出市場。

ATX電源

Intel l997年2月推出ATX 2.01標準，和AT電源相比，其外形尺寸沒有變化，主要增加了+3.3V和+5V StandBy兩路輸出和一個PS---ON信號，輸出線改用一個20芯線給主機板供電。

隨著CPU工作頻率的不斷提高，為了降低CPU的功耗以減少發熱量，需要降低晶片的工作電壓，所以，由電源直接提供3.3V輸出電壓成為必須。+5VStandBy也叫輔助+5V，只要插上220V交流電它就有電壓輸出。PS---ON信號是主機板向電源提供的電平信號，低電平時電源起動，高電平時電源關閉。利用+5V SB和PS——ON信號，就可以實現軟體開關機器、鍵盤開機、網路喚醒等功能。輔助5V始終是工作的，有些ATX電源在輸出插座的下面加了一個開關，可切斷交流電源輸入，徹底關機。

Micro ATX電源

Micro ATX是Intel在ATX電源之後推出的標準，主要目的是降低成本。其與ATX的顯著變化是體積和功率減小了。ATX的體積是150mm×140mm×86mm，Micro ATX的體積是125mm×100mm×63.51mm；ATX的功率在220W左右，Micro ATX的功率是90W～145W。

性能指標

開關電源主要包括輸入電網濾波器、輸入整流濾波器、變換器、輸出整流濾波器、控制電路、保護電路。它們的功能是：

輸入電網濾波器

消除來自電網，如電動機的啟動、電器的開關、雷擊等產生的干擾，同時也防止開關電源產生的高頻噪聲向電網擴散。

輸入整流濾波器

將電網輸入電壓進行整流濾波，為變換器提供直流電壓。

變換器

是開關電源的關鍵部分。它把直流電壓變換成高頻交流電壓，並且起到將輸出部分與輸入電網隔離的作用。

輸出整流濾波器

將變換器輸出的高頻交流電壓整流濾波得到需要的直流電壓，同時還防止高頻噪聲對負載的干擾。

控制電路

檢測輸出直流電壓，並將其與基準電壓比較，進行放大。調製振盪器的脈衝寬度，從而控制變換器以保持輸出電壓的穩定。

保護電路

當開關電源發生過電壓、過電流短路時，保護電路使開關電源停止工作以保護負載和電源本身。

有的讀者會產生這樣的疑問，先把220V的交流變成了直流，然後通過變換器把直流變成交流，最後又把交流變成直流輸出，兜了這么大的一個圈子，幹嗎不把220V的交流電直接變成所需要的直流呢？其實，交流市電先由電源變壓器變壓，整流濾波後得到未穩定的直流電壓，再經過調整後得到所需要的直流電壓，這種電源技術很成熟，可以達到很高的穩定度，波紋電壓也很小，而且沒有開關電源具有的干擾與噪音。但是它的缺點是需要龐大而笨重的功頻變換器，所需的濾波電容的體積和重量也相當大，而且調整管是工作線上性狀態，調整管上有一定的電壓降，在輸出較大工作電流時，致使調整管的功耗太大，轉換效率低，還要安裝很大的散熱片。總之這種電源不適合計算機用。

主要特點

體積小 重量輕

由於沒有工頻變壓器，所以體積和重量只有線性電源的20～30%。

功耗小 效率高

功率電晶體工作在開關狀態，所以電晶體上的功耗小，轉化效率高，一般為60～80%，而線性電源只有30～40%。

技術指標

輸出電壓的穩定性

電壓太低計算機無法工作，電壓太高會燒壞主機板及附屬設備。

輸出電壓的紋波

我們要的是純淨的直流電，交流成分（紋波電壓）越小越好，紋波電壓高會產生數字電路中不能容忍的雜訊，會讓電路做出誤動作甚至不工作。

Power Good信號和Power Fail信號

Power Good信號簡稱P.G.或P.OK信號。該信號是直流輸出電壓檢測信號和交流輸入電壓檢測信號的邏輯，與TTL信號兼容。當電源接通之後，如果交流輸入電壓在額定工作範圍之內，且各路直流輸出電壓也已達到它們的最低檢測電平（+5V輸出為4.75V以上），那么經過100ms～500ms的延時，P.G.電路發出“電源正常”的信號（P.OK為高電平）。

Power Fail信號簡稱P.F信號。當電源交流輸入電壓降至安全工作範圍以下或+5V電壓低於4.75V時，電源送出“電源故障”信號。Power Fail應在5V下降至4.75V之前至少1ms降為小於0.3V的低電平，且下降沿的波形應陡峭，無自激振盪現象發生。

P.G.信號非常重要，即使電源的各路直流輸出都正常，如果沒有P.G.信號，主機板還是沒法工作。如果P.G.信號的時序不對，可能會造成開不了機。

電源的功率

電源的功率不是越大越好。經測試，一台帶Modem卡、網卡、音效卡、光碟機、硬碟的PⅡ多媒體主機實際功率不足150W，所以不能盲目追求大功率，關鍵在於電源總體性能和質量，對於普通用戶，300W的電源綽綽有餘。

但隨著PC的迅速發展以及硬體的快速更新及性能升級，電源的功率要求也水漲船高

因為雙核乃至4核的普及，性能以及功率遠不是老式電腦所能比的，比如市面上比較流行的低端雙核E5300，供電時65W左右，而4核新寵Intel I5 750供電則達到了95W，加上遊戲不斷提高的畫面以及高負荷的運算，有些顯示卡的功率甚至超過了CPU

目前為PC配電源時，一般來說越高端的電腦所需要的電源應在450W以上，而入門級的電腦也應該提升到350W以上，如果外設增多或者還要加裝風扇，那么應該多留出空餘功率，以防電腦出故障

輸入技術指標

輸入技術指標有輸入電源相數、額定輸入電壓，電壓的變化範圍、頻率、輸入電流等。輸入電源的額定電壓因各國或地區不同而異，我國為220V。開關電源的電壓範圍比較寬，一般為180V～260V，但是一般的計算機電源都帶有115/230V轉換開關，以適應不同國家/地區的交流電壓。交流輸入功率為50Hz或60Hz，在頻率變化範圍影響開關電源的特性時多為47Hz～63Hz。

開關電源最大輸入電流是指輸入電壓為下限值和輸出電壓及電流為上限值的輸入電流。

額定輸入電流是指輸入電壓、輸出電壓和輸出電流為額定值時的輸入電流。

衝擊電流是指以規定的時間間隔對輸入電壓進行通斷操作時，輸入電流達到穩定狀態之前流經的最大瞬時電流。對於開關電源，衝擊電流是輸入電源接通和其後輸出電壓上升時流經的電流。它受輸入開關能力的限制，峰值電流一般為30A～50A。

隨著電腦的普及，做為主機心臟的計算機電源也日益被人們所重視。但現階段的電源市場魚龍混雜，一些商家為了尋找賣點，不時拋出一些誤導性言論，如“電源功率越大越好、版本越新越好”等，從而形成了一個選購誤區。

安全認證

電源是電腦的心臟，品質不好的電源不但會損壞主機板、硬碟等部件，還會縮短電腦的正常使用壽命。當然一款品質優良的電源的售價必定不會便宜，所以有些商家往往會採用便宜電源來矇騙消費者，而有些用戶自己對此並不十分了解,但區區幾十元的差價可能會招致上千元的損失，這確實有些不值,所以在選購時要特別注意電源的品質是否優良。

安全標準以保障用戶生命和財產安全為出發點，在原材料的絕緣、阻燃等方面作出了嚴格的規定。符合安全標準的產品，不僅要求產品本身符合安全標準，而且對於製作廠家也要求有較完善的安全生產體系。在這些標準中，以德國基於1EC-380標準制定的VDE-0806標準最為嚴格。我國的國家標準是GB4943-1995《信息技術設備（包括電氣設備）的安全》。電源符合以上標準其安全性就有了保障。電源符合某個國家的安全標準並得到其法定部門頒發的證書，比如獲得UL機構頒發的證書，就稱為取得了UL認證。中國的安全認證機構是CCC（中國強制認證：China Compulsory Certification）。不管是哪國的安全認證，都對爬電距離、抗電強度、漏電流、溫度等方面做出了嚴格規定。

爬電距離的要求

爬電距離指沿絕緣表面測得的兩個導電器件之間或導電器件與設備界面之間的最短距離。UL、CSA和VDE安全標準強調了爬電距離的安全要求，這是為了防止器件間或器件和地之間打火從而威脅到人身安全。

抗電強度的要求

在交流輸入線之間或交流輸入與機殼之間由零電壓加到交流1500V或直流2200V時，不擊穿或拉電弧即為合格。

漏電流的要求

UL和CSA均要求暴露的、不帶電的金屬部分均應與大地相接。漏電流的測量是通過在這些部分與大地之間接一個1.5千歐的電阻，測其漏電流。開關電源的漏電流，在260V交流輸入下，不應超過3.5mA。

溫度的要求

安全標準對電器的溫度要求很重視，同時要求材料有阻燃性。對開關電源來說，內部溫升不應超過65℃，如果環境溫度是25℃，電源的元器件的溫度應小於90℃。

不符合安全標準的電源在剛開始用時對使用者並沒有什麼直接的不良影響，但用久了以後，由於潮濕的空氣和灰塵的影響可能導致高壓區短路，不但造成電源本身損壞，還會對使用者的人身安全造成傷害。

關於電磁兼容（EMC），國際上通用的標準歐盟89/336/EEC指令（即EMC指令）、美國聯邦法典CFR 47/FCC Rules等，我國CCC認證標誌後帶EMC字母的才表示電磁兼容認證，電源應符合民用標準。 開關電源是把工頻交流整流為直流後，再通過開關變為高頻交流，其後再整流為穩定直流的一種電源，這樣就有工頻電源的整流波形畸變產生的噪聲與開關波形產生的噪聲，在輸入側泄漏出去就表現為輻射干擾，在輸出側泄漏出去就表現為紋波。

電磁兼容分為EMI(電磁干擾)和EMS(電磁耐受性)。電磁干擾通過電源線傳播，頻率為30MHz以下，主要干擾音頻頻段。由於計算機用開關電源有金屬殼作禁止，所以主要為傳導干擾。傳導干擾的大小是衡量計算機電源品質的重要標準，它包括兩個方面的含義：一是防止電網上電磁干擾通過電源本身產生的電磁干擾進入電網，影響主機系統正常工作；二是防止主機本身產生的電磁干擾進入電網，影響其它電器。我們在日常工作中可能有這樣的經驗，在微機開機時，其附近的電器如電視、音響等不能正常使用，這是傳導干擾產生的影響。

選購誤區

由於ATX主機板的日益流行，ATX電源取代了傳統的AT電源成為市場主流，價格也從以前的三百多元降到二百多元。隨著市場競爭越來越激烈，有些商家為了追求更高的利潤,採用一些價格較低的劣質電源,並自圓其說地拋出些誤導性言論，形成了選購誤區,讓消費者在購買時感到無所適從。

誤區一

認為輔助5V的輸出電流越大越好。其實，有的主機板甚至只要0.5A就夠了（如果你的電腦在體眠時想用USB滑鼠和USB鍵盤喚醒，那么你的輔助5V至少就要提供1A以上的電流）。輔助5V能提供1A就保證不會有事了。輔助5V因始終處於工作狀態一般來說比較容易發生故障,所以它能有一個較長的壽命才是更重要的。

誤區二

與Pentium Ⅲ配套。這根本就是一個欺騙性的誤導，其實電源和電腦主機板配套，與CPU沒有關係，而Pentium Ⅲ的主機板與Pentium Ⅱ的主機板在技術上並沒有什麼區別，只要升級BIOS就行了。可以說，任何一台符合ATX 2.01的ATX電源都可和Pentium Ⅲ配套。

誤區三

版本越新越好。有商家宣傳自己的電源符合最新的Intel ATX 2.03標準，似乎要比別人優越許多。其實從ATX 2.01到ATX 2.03，只是些無關痛癢的修改，就目前來說，滿足ATX 2.01標準的電源使用起來不會有問題。

誤區四

功率越大越好。有些商家向用戶吹噓自己的電源功率能達到350W甚至400W。其實普通的一台多媒體電腦實際功率不足200W，而Intel新推出的Micro ATX標準也只有145W。對於普通用戶，300W的電源綽綽有餘了。所以說在選購電源的時候沒有必要刻意追求電源的功率大小，只要是質量合格的市售電源都可以滿足多數用戶的需要。

選購指南

那么怎樣才能在這樣一個混亂的市場中尋找一款適合自己的電源呢？

外觀檢查

A.電源重量。好的電源一般比較重一些。

B.電源輸出線。別小看這幾根輸出線，因為電源盒輸出電流一般較大，很小的一點電阻將會產生較大的壓降損耗。質量好的電源必定是粗線，當然看線材不能只看外表的粗和細，很多廠商可以把很小的線做成粗的，你要線上上看線號（這個線號是不能做假的，否則過不了安規認證）線上以AWG開頭後面寫著兩個阿拉伯數字，這個數字就是線號。線號越小表示線芯越大，也就是16號線比22號線要好。

散熱片的材質

從外殼散熱窗往裡看，質量好的電源採用鋁或銅散熱片，而且較大、較厚。

測量負載壓降

選壓降小的電源。如果是ATX電源,可以讓所有的輸出端懸空,先測一下空載輸出電壓,方法是讓PS——ON（綠色線）與GND（黑色線）短接啟動電源，再測一下輸出電流約為10A時的電壓，壓降小者優。上述試驗千萬不能在+12V、-12V上做，以免燒壞電源。

如果電源地線未接

質量好的電源通電啟動後外殼略有麻手感。如果測不出電壓則說明內部偷工減料沒裝濾波網。另外空載運行時風扇聲均勻並較小,接上負載在溫度略有上升的時候後聲音會略有增大。

打開電源盒

可以發現質量好的電源用料考究，如多處用方形CBB電容，輸入濾波電容值大於470微法，輸出濾波電容值也較大。同時內部電感、電容濾波網路電路特多，並有完善的過壓、限流保護元器件。

一個質量合格的電源應該通過安全和電磁方面的認證，如滿足CCC/TUV/CE/UL（如：GB4943-95《信息技術設備（包括電氣事務設備）的安全》；GB9254-88《信息、技術設備的無線電干擾極限值和測量方法》；GB17625.1-2003《電磁兼容 限值 諧波電流發射限值》）等標準，這些標準的認證標識應在電源的外表上以它們專用的圖示標示出來。