[科普中国]-电脑电源

电脑电源是一种安装在主机箱内的封闭式独立部件，它的作用是将交流电变换为+5V、-5V、+12V、-12V、+3.3V、-3.3V等不同电压、稳定可靠的直流电，供给主机箱内的系统板、各种适配器和扩展卡、硬盘驱动器、光盘驱动器等系统部件及键盘和鼠标使用。

工作原理PC电源是一个无工频变压器的四路开关稳压电源，它的工作原理是：220V市电输入后，先经低通滤波器滤波及桥式整流器整流，变成300V直流峰值高压，该直流高压被送到脉宽调制器、变换型振荡器（功率转换线路），变成300V的矩形波或正弦波，然后再经高频变压及整流滤波即可输出+12V、+5V的直流稳定电压，可供系统使用。

电源采用调节300V矩形波的占宽比来调节直流输出值的反馈稳压工作原理，并采用直接整流、高频变换和脉宽调制技术，因而省略了笨重的变压器，具有体积小、重量轻、效率高和过流过压保护的特点。此外电源部件还产生一个电源信号—Power Good信号，该信号表明电源状态正常，并提供给主机以产生硬件复位RESET信号，使系统正常启动1。

性能指标（1）多国认证标记

优质的电源具有FCC、美国UR和中国长城等认证标志，这些认证是认证机构根据行业内技术规范对电源制定的专业标准，包括生产流程、电磁干扰、安全保护等，凡是符合一定的指标的产品在申报认证后才能在包装和产品表面使用认证标记。应该说具有一定的权威性。

（2）噪音和滤波

这项指标需要通过专业仪器才能直观量化判断，主要是220V交流电经过开关电源的滤波和稳压变换成各种低电压的直流电，噪音标志输出直流电的平滑程度，滤波品质的高低直接关系到输出直流电中交流分量的高低，也被称为波纹系数，这个系数越小越好。同时滤波电容的容量和品质也关系到电流有较大变动时电压的稳定程度。

（3）瞬间反应能力

当输入电压在瞬间发生较大的变化（在允许范围之内），输出的稳定电压值恢复正常所用的时间，也是电源对异常情况的反应能力。

（4）电压保持时间

在PC系统中后备式的UPS占有相当大的比例，当电网突然停电，后备式的UPS会切换供电，不过这一般需要2~10ms切换时间（依UPS的具体性能而定），所以在此期间需要电源自身能够靠储能元件中存储的电量维持短暂的供电，一般优质的电源的保持时间可以达12~18ms，确保UPS切换期间的正常供电。

（5）电磁干扰

由于开关电源的工作原理所决定内部具有较强的电磁震荡具有类似无线电波的对外辐射特性，如果不加以屏蔽可能会对其他设备造成影响，如果将移动电话或无线通讯设备置于电脑附近，如果发生通讯质量的下降就说明受到电磁干扰。所以国内对这种有害的辐射量也有严格的限定，电源一般通过外面的铁盒和机箱加以屏蔽，但泄漏在所难免，只是量的问题。由于这种干扰看不见摸不着，而抗电磁干扰要花费较大的成本，所以劣质电源都忽略此项指标。在国际上有FCCA和FCCB的标准，在国内也有国标A（工业级）和国标B级（家用电器级）标准，优质的电源都可以通过B级标准。

（6）开机延时

这是一种新的概念，电源在接通之初到提供稳定的输出必然需要一定的时间的稳定周期，在这个周期中电压的稳定度很难保证，所以电源设计者让电源延时100~500ms，等电源稳定后再向电脑提供高质量的电源。

（7）过压保护

ATX电源较传统AT电源多了3.3V电压组，有的主板没有稳压组件直接用3.3V为主板部分设备供电，即便是具有稳压装置的线路，对输入电压也有上限，一旦电压升高对被供电设备可能会造成严重不可逆转的物理损伤。

（8）电源效率

电源效率和电源设计线路有密切的关系，高效率的电源可以提高电能的使用效率，在一定程度上可以降低电源的自身功耗和发热量。

（9）电源寿命

一般电源寿命按照3~5年计算元件的可能失效周期，平均工作时间在80000~100000h（小时）之间2。

主要特性从电源的地位和作用等方面综合分析，可以认为主机性能优越与否，与电源的优劣也有很大的关系，质量好的电源应具备以下几方面的特性：

（1）保护性：具有良好自我保护功能，在直流电流过大、电压过大、空载或负载发生短路时，能自动切断电源保持截流状态，在故障消失后，也能自动恢复正常供电功能。

（2）稳定性：要求输出的直流电稳定，基本上没有波动，即+12V、-12V、+5V、-5V四组电源电压、电流正常，否则会影响主机的工作。

（3）散热性：电源内置风扇风量大，能充分扩散电源工作时释放的大量热量，延长电源的使用年限。

（4）抗干扰性：质量好的电源不受其他电气设备开关机的影响。抗干扰能力低的电源，在其他电器开启时，微机可能会产生自行热启动等不正常现象。

（5）低噪音：构件坚固，电源风扇运转稳定，工作中不发出杂音。噪音高的电源多是由于构件震动，风扇扇叶不平衡、转轴偏心或润滑不良等原因造成，噪音高的电源使用中也很容易出现故障。

（6）兼容性：应具备标准的电源规格，必须符合标准开关电源的各项功能参数（外壳尺寸、固定螺丝位置一致，适合各种标准机箱），并提供标准的稳定的电压和电流1。

分类电脑的电源有AT和ATX两种结构形式。

（1）AT电源

AT电源从外观上看只是一个带有很多引线的铁盒子。电源的后部两个插座分别用来连接外界电源和为显示器提供插座，一般雄性插座为电源插座。有些电源在两个插座间有电压设定开关，用于切换110V与220V两种电压制式，在国内普遍采用220V电压制式，如果错误的设定在110V挡上会对电源造成伤害。

AT电源共有四路输出（±5V、±12V），向主板提供一个PG信号，功率一般为150W~220W。AT电源提供的主板电源线是一个12针的分离式插头，每6针为一个插头，共有两个，其中两根黑线要排在一起插，否则会烧毁主板。AT电源采用切断交流电网的方式关机。

在ATX电源未出现之前，从286到586电脑都使用AT电源。

（2）ATX电源

ATX电源从外观上看也是一个带有很多引线的铁盒子。它取消了显示器插座，并在此位置上安装了电源开关，这是一个真正的物理电源切断开关，与ATX机箱前的POWER键有本质的区别。

ATX电源除了在线路上做了一些改进外，最重要的是增加了一个电源管理功能，称为Stand-By。它可以让操作系统直接对电源进行管理。通过此功能，用户就可以直接通过Windows 95/98实现网络的电源管理，如在电脑关闭时，可以通过网络发出信号到电脑的Modem上，然后监控电路就会发出一个ATX电源所特有的+5VSB激活电压，用来打开电源启动电脑，从而实现远程开机。

ATX电源提供多组插头，其中主要是20芯的主板插头、4芯的驱动器插头和4芯小驱专用插头。20芯的主板插头具有方向性，可以有效地防止误插，插头上还带有固定装置可以钩住主板上的插座，不至于接头松动导致主板在工作状态下突然断电。4芯的驱动器电源插头用处最广泛，所有的CD-ROM、DVD-DOM、CD-RW、硬盘甚至部分风扇都要用到它。4芯插头提供了+12V和+5V两组电压，一般黄色电线代表+12V电源，红色电线代表+5V电源，黑色电线代表0V地线。这种4芯插头电源提供的数量是最多的，如果用户还不够用，可以使用一转二的转接线。4芯小驱专用插头原理和普通4芯插头是一样的，只是接口形式不同罢了，是专为传统的小驱供电设计的。

ATX电源的种类有ATX1.0、ATX1.1、ATX2.01、ATX2.02等，目前以ATX2.01为主，对于高档的机箱配套或单买的高档电源有ATX2.02版本的产品。

不同类型的产品，其质量也不尽相同，后一种产品质量较高。这些不同种类的ATX电源各自有其显著的特点。

·外形上不同

ATX1.01电源的电源风扇在CPU上方，这样做是为了将CPU的风扇省去，其实效果并不好。而2.01版的电源风扇，仍在原来的AT电源一样的位置。

·激活电流不同

ATX1.01电源激活电流只有100mA，ATX2.01电源激活电流则有500mA~720mA。显然，某些情况下，1.01版比较过敏，经常会受外界影响而自行启动电脑2。

常见故障及原因1.电脑电源常见故障现象电脑电源常见的故障现象主要有：

①电脑无法开机，ATX电源无电压输出；

②电脑不断自动重启：

③电脑开机启动时死机；

④电脑启动3秒后，自动关机；

⑤ATX电源输出电压低。

2.电脑电源故障产生原因电脑电源故障产生原因主要有：

①ATX电源输出电压低；

②ATX电源输出功率不足；

③ATX电源损坏；

④ATX电源保险丝烧断；

⑤开关管损坏；

⑥300V电容损坏；

⑦主板开关电路损坏；

③机箱电源开关线损坏。3

本词条内容贡献者为:

孙锐 - 教授 - 合肥工业大学