為什么要用好電源?很多DIY用戶在選購、組裝PC機(jī)時,往往將精力放在顯示卡、CPU、硬盤的選擇上,卻忽視一樣很重要的東西:電源。其實(shí)電源雖小,但其中學(xué)問卻不少。電源是電腦主機(jī)的動力源泉,一臺計算機(jī)除了顯示器可以直接由外來電源供電外,其余所有部件均靠機(jī)箱內(nèi)部的電源供電,電源輸出直流電的好壞,直接影響部件的質(zhì)量,壽命及性能。就電源的技術(shù)而言,應(yīng)該說已經(jīng)成熟。但是有些廠家面對市場競爭,為降低成本提高市場的競爭力,往往會減少元器件,如節(jié)省濾波電路裝置,測溫裝置等,或采用低價格的元器件,而這樣受害的卻是用戶。今天我們就來聊聊電源的相關(guān)知識,希望能引起大家對電源的足夠重視,并對大家選購電源提供一些小小的幫助?!?/p> ●為什么要用好電源? 一款好電源,能夠讓電腦工作得更穩(wěn)定,從表面來看似乎很有道理。但涉及到為什么要用好的電源,也許有的用戶會有點(diǎn)迷茫。這里所說的“好電源”,并非一定要購買價格貴的電源,其實(shí)有些用戶選用的電源質(zhì)量也不錯,但由于選擇電源功率與電腦負(fù)載不匹配,導(dǎo)致電源供給不足而造成機(jī)器不穩(wěn)定。 除了在選購上造成的錯誤問題,另外大部分由電源而造成的機(jī)器故障,是由于使用了“不合格”的電源而引起的。我們知道,在裝機(jī)時,特別是購買廉價的中低端電腦時,商家連同機(jī)箱和電源一起賣給用戶,絕大多數(shù)初級用戶在配機(jī)箱時光顧著選喜歡的樣式,對里面的電源卻忽視了。因?yàn)?font style="COLOR: rgb(51,51,51)">主板和其他設(shè)備的用電都靠電源提供,而穩(wěn)定、純凈和充足的電力是系統(tǒng)穩(wěn)定的前提。
由于電腦使用的是直流電,而市電電網(wǎng)提供的是交流電,電流及電壓轉(zhuǎn)換的重任都是有點(diǎn)原來承擔(dān)的,電源的重要性不言而喻。質(zhì)量過硬的電源在市電電壓不穩(wěn)定時,也能為電腦提供穩(wěn)定的直流輸出。 可能有些用戶有過這樣的經(jīng)歷:在大城市上班時用電腦,由于市電電壓相對穩(wěn)定,所以電腦的電源不用承受由于電源波動大帶來的負(fù)擔(dān);出差到一些小城市(特別是縣級城市甚至農(nóng)村),由于這類城市的電壓不夠穩(wěn)定,好的電源此時就承擔(dān)了穩(wěn)定電源高低變化的重任,以避免電腦的硬件受到損傷。特別在下雨天打雷多的南方地區(qū),品質(zhì)不好的電源更是會電腦帶來致命的傷害。所以在選購自己心愛的機(jī)箱時,別忘了給它配一個好的電源,這個錢不能省。
不良的電源容易導(dǎo)致計算機(jī)出現(xiàn)很多問題,例如:導(dǎo)致硬盤出現(xiàn)壞道或損壞、噪聲介入、光驅(qū)讀盤性能不好、超頻不穩(wěn)定、顯示屏上有水波紋、主機(jī)莫名奇妙地重新啟動、 安裝Windows經(jīng)常出錯等等。 選擇多大功率的電源?●選擇多大功率的電源? 隨著電腦速度的提升,隨之而來的功耗也是越來越大,像硬盤、顯卡、CPU等都是大功率消耗用戶外。因此對電源的要求也越高,如果電源不符合要求,電腦經(jīng)常莫名其妙的死機(jī)或重啟,那么,我們到底需要一個什么樣的電源,才能讓電腦很穩(wěn)定暢通的運(yùn)行呢? 1.實(shí)際功率到底多少? 電源功率如何計算?很多人都有疑問,我們以上圖中300W電源為例來講解。我們知道,電源可分為5V、3.3V和12V輸出,一個電源的輸出功率等于這三個功率總和,如果按照功率(W)=電壓(V)X電流(A)來計算,其+5V和-5V輸出功率總和為106.5W;+12V和-12V輸出功率總和為123.6W;而+3.3V輸出功率則為52.8W,這些輸出功率全部加起來為282.9W,這顯然和其標(biāo)出的300W不吻合,因此這個累加計算方法是完全錯誤的。 事實(shí)上,上面我們算的是電源最大功率,但這并不代表事實(shí),電源效率(也就是實(shí)際功率)才是最后對工作有用的功率。根據(jù)事實(shí)表示,電源效率為輸出直流功率總和與輸入功率之比,這就是說電源的功率越大,其損失的電能也越多。但據(jù)經(jīng)驗(yàn)來看,+5V、+3.3V和+12V電壓的損耗為5%左右,-5V和-12V電壓的損耗為10%左右,因此,通常普通電源的效率多在65%~80%之間。也就是說,上面說的300W的理理想輸出功率,在實(shí)際利用率在188.5W~232W之間。 2.電腦需要消耗多少功率? 到底需要選一個多大功率的電源才夠我們用?我們需要分析一下一臺電腦到底需要消耗多少功率?事實(shí)上,要準(zhǔn)確計算出不同部件的電源消耗時比較困難的,有的生產(chǎn)廠商會提供產(chǎn)品的耗電量,比如硬盤、鼠標(biāo)鍵盤、CPU風(fēng)扇等,但有的廠商的產(chǎn)品并沒有提供功率我們參考,因此只能用估算的方法來計算。當(dāng)根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況估算出整體最大功率后,然后按照這個數(shù)據(jù)去選購符合供電要求的電源。
以P4時代的AGP平臺為例,從上面的表格中知道,電腦最大功率消耗為299W左右,而在空載時的消耗功率也會超過200W。理論上說選購一個300W的電源就夠用了,但根據(jù)我們上面的分析,300W僅僅只有232W左右被充分利用,當(dāng)電腦不作全速運(yùn)行時,問題一般不會出現(xiàn),此時電腦可以運(yùn)行。但是當(dāng)全腦長時間處于全速運(yùn)行,或者市電的電壓波伏不穩(wěn)定時,電源超載運(yùn)行后也會產(chǎn)生電壓不穩(wěn)定,此時電腦由于供電不足或者電壓變化而導(dǎo)致各種各樣的問題產(chǎn)生了。不過由于大多數(shù)情況,電腦部件都是不會全速工作的,所以很多低功率電源也同樣能正常工作。 走出電源購買誤區(qū)●走出電源購買誤區(qū) 隨著ATX電源市場竟?fàn)幍娜找婕ち?,價格成了商家的唯一殺手锏,昔日兩百多元的電源下降到一百多元,甚至有的幾十元就可以買到。在價格占主導(dǎo)地位的市場上,商家不時拋出誤導(dǎo)性的言論就不奇怪了,由此形成了選購的誤區(qū)。 1.輔助+5VSB越大越好? 有些廠商的產(chǎn)品標(biāo)記自己的電源輔助5V能達(dá)到1A甚至1.5A,其實(shí),在Intel在ATX規(guī)范中定的是0.72A,而實(shí)際上到底需要多少是和主板有關(guān)的,有的主板甚至只需要0.01A就夠了,但有一點(diǎn)是明確的,輔助5V能提供0.72A就保證沒事了,輔助5V相對來說比較容易出故障,它的壽命才是更重要的。 2.電源版本越高越好? 有的商家宣傳自己的電源符合Intel ATX2.3標(biāo)準(zhǔn),似乎要比別人的要優(yōu)越許多,其實(shí)從ATX2.0到ATX2.3,只做了無關(guān)痛癢的修改。在ATX的發(fā)展過程中,最重要的修改是從ATX1.1到ATX2.01 ,一是把風(fēng)扇從外置改為內(nèi)置,二是輔助5V電源的輸出電流從0.01A改為0.72A,一般來說,只要符合ATX2.0標(biāo)準(zhǔn)的電源使用起來都不會有問題。 3.3.3V并非獨(dú)立輸出 當(dāng)AT電源發(fā)展到ATX后,電源隨著電腦配件的發(fā)展,就必須加入3.3V的電壓輸出支持,這樣一來廠商方面就需要增加生產(chǎn)成本,因此為了考慮利潤,當(dāng)時廠商只是把5V的模塊中分離出來降壓輸出3.3V達(dá)到目的,這樣便可以節(jié)省提供一組3.3V的輸出模塊,而且電源的獨(dú)立電壓輸出的+5V及+3.3V的并沒有限制最大輸出值,上下相差還是很大的。雖然電源已經(jīng)經(jīng)歷了這么多年,技術(shù)方面已經(jīng)非常成熟了,但到目前為止,5V及3.3V使用同一組模塊輸出一直沿用到至今。 在ATX電源剛出現(xiàn)的時候,由于并沒有太多硬件支持3.3V電壓,因此5V和3.3V共用一個輸出模塊并不影響電腦的工作,后來隨著DDR內(nèi)存/顯卡等設(shè)備的速度不斷提升,3.3V的耗電量也與日俱增,此時5V與3.3V共用一組電壓輸出模塊就會讓電腦工作不穩(wěn)定。所以我們看到,很多高檔ATX電源都分別使用獨(dú)立的一組銅線圈作為三重電壓的輸出布局,這才是真正的3.3V獨(dú)立電壓輸出。 而劣質(zhì)ATX電源只使用兩個銅線圈,其中一個就是被5V和3.3V共用的,而Intel當(dāng)時也看了這個問題的關(guān)鍵所在,以此就把CPU由使用5V模塊組改為使用12V模塊組輸出,這樣就避開了使用5V和3.3V共用一個模塊輸出的電壓,以免增加5V模塊的負(fù)荷。 由于5V、3.3V是共用一個模塊,當(dāng)5V或3.3V其中一方電壓改變時,由于線路共用的關(guān)系,會讓另外一方的電壓也隨之改變,最后導(dǎo)致電壓不穩(wěn)定的情況,加上5V及3.3V共用模塊的線路設(shè)計比較長,當(dāng)5V或3.3V的電壓因需要而改變時,起所需要的作出反映的時間也變長,但是硬件對電壓改變都非常敏感,當(dāng)電壓改變的幅度過大而不能及時調(diào)節(jié)高頻震蕩的次數(shù)時,電腦就會出現(xiàn)不穩(wěn)定甚至死機(jī)等故障,嚴(yán)重還可能導(dǎo)致設(shè)備的燒毀。 4.功率達(dá)標(biāo)就行了? 有的用戶只覺得功率是關(guān)鍵,認(rèn)為電源只要功率達(dá)標(biāo)就行了,其它指標(biāo)無所謂。實(shí)際上,除了開關(guān)電源的功率外,電源的輸出電壓的穩(wěn)定性、輸出電壓的紋波系數(shù)、輸入技術(shù)指標(biāo)及電磁兼容性、通過的安全認(rèn)證指標(biāo)等,都對設(shè)備安全和人身健康至關(guān)重要,比如忽略電磁兼容性指標(biāo)。如果電源的該項(xiàng)指標(biāo)不合格,則外界干擾很容易對電腦的正常工作造成影響,使電腦經(jīng)常莫名其妙地死機(jī),同時,電腦自身的干擾也容易對周圍的電器產(chǎn)生影響。 實(shí)際上,評價電源的好壞,應(yīng)該依據(jù)它的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)及指標(biāo)。ATX電源主要的技術(shù)參數(shù)有電源的功率、關(guān)機(jī)時間、輸出電壓的紋波、雜訊、負(fù)載變化率、線路調(diào)整率等;技術(shù)指標(biāo)指ATX電源的安全規(guī)格(如我國的CCEE認(rèn)證及國際上的ISO9002認(rèn)證、3C認(rèn)證等)、電磁傳導(dǎo)干擾、輸入技術(shù)指標(biāo)、抗電強(qiáng)度、漏電流、溫度要求等。 揭開ATX電源內(nèi)部面紗●揭開ATX電源內(nèi)部面紗 PC電源的基本作用就是將交流電網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換為適合各個配件使用的低壓直流電供給整機(jī)使用。ATX類電源總共有六路輸出,分別是+5V,-5V,+12V,- 12V,+3.3V及+5VSB。PC電源采用的是開關(guān)電路技術(shù),就是把交流電首先整流為300V左右的高壓直流電,然后通過半導(dǎo)體開關(guān)電路變成連續(xù)的脈沖,再經(jīng)變壓器隔離降壓及輸出濾波后變?yōu)榈蛪旱闹绷麟姟?/p> 輸出電壓的穩(wěn)定則是依賴對脈沖寬度的改變來實(shí)現(xiàn),這就叫做脈寬調(diào)制PWM。由高壓直流到低壓多路直流的這一過程也可稱DC-DC變換,是開關(guān)電源的核心技術(shù)。采用開關(guān)變換的顯著優(yōu)點(diǎn)是大大提高了電能的轉(zhuǎn)換效率,典型的PC電源效率為70—75%,而相應(yīng)的線性穩(wěn)壓電源的效率僅有50%左右。
濾波電路 市電以及經(jīng)過電源變壓后的電流是一個50Hz的正弦交流(正弦:按正弦規(guī)律隨時間變化的交變電流;交流:大小和方向隨時間做周期性變化的電流),需要整流濾波電路進(jìn)行修正。 1.EMI濾波 DIY市場上銷售的所有的優(yōu)質(zhì)電源中,都有兩道EMI濾波電路,其中一路在電源插座處,另外一路在電源的PCB板上,這兩道EMI電路,可以很好地濾除電網(wǎng)中的高頻雜波和同相干擾電流,另外,EMI電路也能夠把電源中產(chǎn)生的電磁輻射削減到最低限度,使泄漏到電源外的電磁輻射量不至于對人身或其它設(shè)備造成不良影響。
從理論上講,如果設(shè)計合理的話,一個EMI濾波電路也能達(dá)到良好的效果,但這也為了一些廠家偷工減料提供了便利,出于成本考慮,省掉了第一道EMI,至于是否達(dá)到電磁輻射的要求,那就是一個疑問了。一些朋友在用胳膊或手背觸摸機(jī)箱時,會有輕微的觸電感,這也是因?yàn)槭褂昧撕蠩MI濾波電路的電源的緣故,沒有EMI電路的偽劣電源,反而不會產(chǎn)生觸電的感覺。 2.高壓濾波電路
高壓濾波電路的主要元件是兩個高壓濾波電容,其作用是將脈動的直流電濾除交流成分而輸出比較平穩(wěn)的直流電,高壓濾波電容在電源中的作用非常重要,因此往往也成為評測的焦點(diǎn)。 高壓濾波電容的容量與功率有著一定的關(guān)系,一般來說,對于采用了無源PFC或者沒有采用PFC電路的電源,額定功率在200W左右的往往采用330微法的電容,250W左右的電源往往使用470微法的電容,300W的電源往往使用680微法的電容。額定功率愈大,濾波電容的容量也就愈大。 3.低壓濾波電路
低壓濾波電路主要濾除低壓電流(+5V、+12V等)中的雜波,這部分電路容易被忽視,電路中要采用多個低電壓高容量濾波電容,電容容量往往高達(dá)2200微法。 PFC電路與3C認(rèn)證 PFC是“功率因數(shù)校正”電路。PFC電路在臺灣和國外產(chǎn)的電源中較常見,在強(qiáng)制實(shí)施3C認(rèn)證前,大陸產(chǎn)的電源中很少有使用PFC電路的。PFC電路與3C認(rèn)證有著強(qiáng)烈的關(guān)系,凡是3C認(rèn)證的電腦電源,必須增加PFC電路。在電源中增加PFC電路,可以減少對電網(wǎng)的諧波污染和干擾。 PFC電路有兩種:有源PFC和無源PFC。無源PFC一般采用電感補(bǔ)償方法,使交流輸入的基波電流與電壓之間相位差減小,來提高功率因數(shù)。有源PFC由集成模塊IC和電感,電容及電子元器件組成,能夠獲得更高的功率因數(shù),但成本也相對較高。 大多數(shù)優(yōu)質(zhì)電源采用的是無源PFC。有源PFC電路中往往采用高集成度的IC,采用有源PFC電路的電源可以得到高于0.99的線路功率因數(shù),并具有低損耗和高可靠等優(yōu)點(diǎn),輸出不隨輸入電壓波動變化,因此可獲得高度穩(wěn)定的輸出電壓;采用有源PFC的電源不需要采用很大容量的濾波電容。 保護(hù)和控制電路 優(yōu)質(zhì)電源具有四重保護(hù)電路:短路、過壓、過載、過流,可很好地對電源及電腦配件進(jìn)行保護(hù)。一些劣質(zhì)電源出于成本的考慮,省掉了必要的保護(hù)電路,一旦發(fā)生故障,其結(jié)果將是災(zāi)難性的。 電源體積較小,要保證電源的品質(zhì),就必須在狹小的空間中安裝足夠多的元件,這同時也增加了電源的重量,在無法打開電源查看內(nèi)部元件的情況下,掂量電源的重量也是一個簡單的考核評價方法。 總結(jié) 沒有穩(wěn)定的電力支持,配置再高的電腦,性能也無從發(fā)揮。而想要得到穩(wěn)定的電力支持,好品質(zhì)的電源是必不可少的。所以,電源對整套電腦系統(tǒng)來說是極為重要的。消費(fèi)者在選購電腦的時候一定要慎重,要根據(jù)自己的實(shí)際需求出發(fā),既不要盲目追求大功率,也不要以為追求新版本規(guī)范。畢竟,適用的才是最好的! |
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