计算机电源及开关电源原理介绍

电源对于电脑的作用，犹如心脏对于人体，其重要性绝对不容忽视。电源的好坏直接影响着电脑的使用寿命，因电源质量问题造成系统不稳定、无法启动甚至元配件的烧毁时有所闻。那么，怎样才算是优质电源呢？

■电源的分类

AT电源

功率一般为150W～220W，共有四路输出（土5V、土12V），另向主板提供一个P.G.信号。输出线为两个六芯插座和几个四芯插头，两个六芯插座给主板供电。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计算机由AT电源一统江湖。随着ATX电源的普及，AT电源如今渐渐淡出市场。

ATX电源

Intel l997年2月推出ATX 2.01标准。和AT电源相比，其外形尺寸没有变化，主要增加了+3.3V和+5V StandBy两路输出和一个PS---ON信号，输出线改用一个20芯线给主板供电。

随着CPU工作频率的不断提高，为了降低CPU的功耗以减少发热量，需要降低芯片的工作电压，所以，由电源直接提供3.3V输出电压成为必须。+5V StandBy也叫辅助+5V，只要插上220V交流电它就有电压输出。PS---ON信号是主板向电源提供的电平信号，低电平时电源起动，高电平时电源关闭。利用+5V SB和PS——ON信号，就可以实现软件开关机器、键盘开机、网络唤醒等功能。辅助5V始终是工作的，有些ATX电源在输出插座的下面加了一个开关，可切断交流电源输入，彻底关机。

Micro ATX电源

Micro ATX是Intel在ATX电源之后推出的标准，主要目的是降低成本。其与ATX的显著变化是体积和功率减小了。ATX的体积是150mm×140mm×86mm，Micro ATX的体积是125mm×100mm×63.51mm；ATX的功率在220W左右，Micro ATX的功率是90W～145W。

■开关电源的基本原理

开关电源主要包括输入电网滤波器、输入整流滤波器、变换器、输出整流滤波器、控制电路、保护电路。它们的功能是：

1.输入电网滤波器：消除来自电网，如电动机的启动、电器的开关、雷击等产生的干扰，同时也防止开关电源产生的高频噪声向电网扩散。

2.输入整流滤波器：将电网输入电压进行整流滤波，为变换器提供直流电压。

3.变换器：是开关电源的关键部分。它把直流电压变换成高频交流电压，并且起到将输出部分与输入电网隔离的作用。

4.输出整流滤波器：将变换器输出的高频交流电压整流滤波得到需要的直流电压，同时还防止高频噪声对负载的干扰。

5.控制电路：检测输出直流电压，并将其与基准电压比较，进行放大。调制振荡器的脉冲宽度，从而控制变换器以保持输出电压的稳定。

6.保护电路：当开关电源发生过电压、过电流短路时，保护电路使开关电源停止工作以保护负载和电源本身。

有的读者会产生这样的疑问，先把220V的交流变成了直流，然后通过变换器把直流变成交流，最后又把交流变成直流输出，兜了这么大的一个圈子，干吗不把220V的交流电直接变成所需要的直流呢？其实，交流市电先由电源变压器变压，整流滤波后得到未稳定的直流电压，再经过调整后得到所需要的直流电压，这种电源技术很成熟，可以达到很高的稳定度，波纹也很小，而且没有开关电源具有的干扰与噪音。但是它的缺点是需要庞大而笨重的功频变换器，所需的滤波电容的体积和重量也相当大，而且调整管是工作在线性状态，调整管上有一定的电压降，在输出较大工作电流时，致使调整管的功耗太大，转换效率低，还要安装很大的散热片。总之这种电源不适合计算机用。

开关电源主要有以下特点：

1.体积小、重量轻

由于没有工频变压器，所以体积和重量只有线性电源的20～30%。

2.功耗小、效率高

功率晶体管工作在开关状态，所以晶体管上的功耗小，转化效率高，一般为60～70%，而线性电源只有30～40%。

■电源的技术指标

输出电压的稳定性

电压太低计算机无法工作，电压太高会烧坏机子。

输出电压的纹波

我们要的是干净的直流电，交流成分越小越好，纹波大会对芯片造成不良影响。

Power Good信号

Power Good信号简称P.G.或P.OK信号。该信号是直流输出电压检测信号和交流输入电压检测信号的逻辑，与TTL信号兼容。当电源接通之后，如果交流输入电压在额定工作范围之内，且各路直流输出电压也已达到它们的最低检测电平（+5V输出为4.75V以上），那么经过100ms～500ms的延时，P.G.电路发出“电源正常”的信号（P.OK为高电平）。当电源交流输入电压降至安全工作范围以下或+5V电压低于4.75V时，电源送出“电源故障”信号。Power Fail应在5V下降至4.75V之前至少1ms降为小于0.3V的低电平，且下降沿的波形应陡峭，无自激振荡现象发生。

P.G.信号非常重要，即使电源的各路直流输出都正常，如果没有P.G.信号，主板还是没法工作。如果P.G.信号的时序不对，可能会造成开不了机。

电源的功率

电源的功率不是越大越好。经测试，一台带Modem卡、网卡、声卡、光驱、硬盘的PⅡ多媒体主机实际功率不足100W，所以不能盲目追求大功率，关键在于电源总体性能和质量，对于普通用户，200W的电源绰绰有余。

输入技术指标

输入技术指标有输入电源相数、额定输入电压，电压的变化范围、频率、输入电流等。输入电源的额定电压因各国或地区不同而异，我国为220V。开关电源的电压范围比较宽，一般为180V～260V。交流输入功率为50Hz或60Hz，在频率变化范围影响开关电源的特性时多为47Hz～63Hz。

开关电源最大输入电流是指输入电压为下限值和输出电压及电流为上限值的输入电流。

额定输入电流是指输入电压、输出电压和输出电流为额定值时的输入电流。

冲击电流是指以规定的时间间隔对输入电压进行通断操作时，输入电流达到稳定状态之前流经的最大瞬时电流。对于开关电源，冲击电流是输入电源接通和其后输出电压上升时流经的电流。它受输入开关能力的限制，峰值电流一般为30A～50A。

随着电脑的普及，做为主机心脏的计算机电源也日益被人们所重视。但现阶段的电源市场鱼龙混杂，一些商家为了寻找卖点，不时抛出一些误导性言论，如“电源功率越大越好、版本越新越好”等，从而形成了一个选购误区。