【老痰说电源】科普:聊聊ATX电源那些事儿~~~~~~~~~~

引言:
此帖长期更新!想到哪儿写到哪儿~~~~尽量由浅入深的为大家科普电源的基础知识.给初学者做一个简单的了解.老痰尽量用简单的语言去阐述专业知识。挑电源又不是挑媳妇儿,没那么复杂~~~
电脑所需的动力都是由电源提供 ,那么电源就好比奶妈,奶水喂少了电脑吃不饱,会蓝屏、死机。喂的太饱,电压太高会烧毁硬件。如果电源提供的奶水不纯净会怎样?电脑会拉肚子!就是常说的输出纹波超标,时间长了损坏硬件。


一:说说电源那些事:解读电源铭牌,拒绝坑爹电源!
电源的铭牌是否正规,是衡量电源优劣的主要参考。一款合格的电源,铭牌也一定很正规。同理,铭牌标注含糊不清的电源,肯定会有猫腻!有的同学认为铭牌上的各种参数让人眼花缭乱,其实不然。我们只需要看几项主要参数,就可以根据自身要求选择合适的电源。
先看一款正规电源的铭牌,上面标注出了性能参数、产品特色以及各项安规认证。

一:各项参数的含义:(避免广告嫌疑,厂家LOGO全部进行ps处理)

1:红框内为产品的技术特点,为玩家选择合适的电源提供参考。说白了就是广告~~~
2:黄框标注的是产品的规格,这是玩家最需要关注的地方。电源能不能带动你的配置,就看这里。
3:蓝色框内是产品的各种安规认证,如果没有相关的认证,那么这款电源必定是不合格的。比如没有3c认证的电源,在国内是不允许销售的。


二:通过交流输入的参数,可以判断一款电源是否为宽幅电源。

这里只看输入电压就行,频率和工作电流可以不用看。电压220v即为非宽幅电源。宽幅电源的工作电压一般在90v-240v。这款电源就是220v非宽幅电源,电压不稳的地区就不要选了。


三:额定功率与+12v输出功率是一款电源的核心指标,输出强劲与否就看他了。
1:红色框为+12v输出,那么这款电源就是单路12v输出。相比双路12v输出,单路12v输出功率分配更自由,相对输出能力更强!下面38A表示限流值为38A,超过这个值电源会开启断点保护。最下面的是12v输出功率为456瓦。
此路主要为cpu和显卡供电十分重要,判断电源是否带的动cpu和显卡,要看+12v的输出功率,不能光看额定功率。相同额定功率下,12v输出功率占的比重越高,说明这款电源输出品质越好。
12V虽然主要用于CPU显卡供电, 但也要给其它设备至少预留30W。因为光驱、硬盘的马达要用12V、主板部分电路也要用到12V 。

2:额定功率代表电源一定时间内持续输出的能力,同时温度也影响额定功率的大小。温度越高额定功率损失越大。铭牌上不标额定输出功率的电源,一定不要买!
从下图可以看出,这款电源额定功率在50 °c下可以输出500w、40 °c525瓦、25 °c550瓦。
铭牌标注十分详细。


四:+5v +3.3v 的联合输出,多硬盘用户需要关注
绿色框为+5v +3.3v 的联合输出,主要为硬盘 光驱 主板以及其他设备供电。
多硬盘用户需要看项参数,这款电源输出功率为120瓦,完全满足要求。有的电源只有90瓦左右,多挂几个硬盘就比较吃力了。


五:可以忽略的参数
3:-12v 0.3A 3.6W 主要用于某些串口电路。
4:+5VSB 2.0A 10W 为待机电路。主要为开机电路和USB接口等电路提供电源。
这两路的参数显得不是很重要,基本可以忽略。


总结:电源铭牌必须详细标注出额定功率和12v输出功率,以及其他各路参数。不标的就是不合格电源。请大家不要购买。实在看不懂,你只需要看额定功率和12v输出功率就行了,其他参数可以先不看。
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来看一款额定250瓦单路12v输出的铭牌正规电源:
铭牌上详细标出了+12v 限流16a 输出功率192w,我用红色框标出。额定功率及其他参数。


再来看一款额定270瓦单路12v输出的电源:
蓝色框220v 50hz 4a 表示此电源不是宽幅电源,红色框表示单路12v输出,他的限流值是18A。但是铭牌上没有标注出具体的12v输出功率。我们可以根据电压x电流得到大致的输出功率。即12vx18A=216w。另外:双路12v输出的电源不能简单的把2路的输出功率相加,要看厂家标注的具体数字。双路12v输出的电源,如果12v联合输出功率没有标,请大家不要购买。


现在看看一款不合格电源的铭牌。
12v联合输出功率不标!额定功率不标!铭牌都不正规的电源别指望内部有什么好货色!坚决不能买!


六:产品的外包装同样不能忽视
电源的接口数量、线材长度、质保信息等等,都可以从外包装上看出来。


内部包装是否结实也很重要,这年头暴力快递实在是防不胜防。


今天先更新这么多,明天继续。

楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-20 23:59:00 +0800 CST  
二:说说电源那些事:ATX电源的工作原理
电脑的电源就好比汽车的发动机,重要性可想而知.所以选择一款质量过关,性能稳定的电源显得尤为重要.那么问题来了:如何判断一款电源的好坏呢?各位看官莫急,容我喝口热翔慢慢到来。。。。


既然要判断电源好坏,那么就必须知道其工作原理。了解原理,那么分析一款电源就简单多了.比如:什么是一次侧什么是二次侧,整流桥又是干什么的,一二级emi的作用,为什么山寨劣质电源没有一二级emi。等等等等。。。。
一:电源工作原理
家里的插座接的是220v的交流电,大家都知道人碰到220v会触电,假设电脑直接使用220v交流电,同样也会嗝屁~~~电源作用就是把220v的交流电转化为电脑能够使用的12v以下的低压直流电。这样你的爱机才不会受到伤害!知道电源为什么这么重要了吧!

下图的这款电源拓扑为双管正激+主动pfc+单路磁放大。大家听到拓扑二子瞬间感到专业性太强,其实拓扑就是电源的结构,就好比妹子的身材!三围!那是非常滴重要。身材不好,三围不行即使再怎么整容,提升的空间也不大!
同理一款拥有优秀拓扑的电源,无论从转换效率,纹波抑制,又或是输出稳定性上来看,都会比老结构的电源更加优秀。


下面简单介绍下电源内部的工作原理:
高压220v市电(不纯净的)—→ 一级emi(滤波)—→ 二级emi(再次滤波)—→一次侧整流桥(交流电转换成脉冲直流电)—→ 主动pfc电路(提高整流桥交流电变直流电时的利用率)—→ 开关mos管(将高压直流电转化为高压脉冲电)→ 主变压器(转换为低压脉冲电)—→ 二次侧整流桥(低压脉冲电转换为低压直流电) —→ 电压调整稳压电路(例如单.双路磁放大或者dc-dc)—→ 低压滤波输出电路(滤波)—→ 得到纯净的12v以下低压直流电给电脑使用。
下面我为大家画出电流的经过方向,蓝色线为电流经过方向。画图水平有限,臭鸡蛋请扔我嘴里,最喜欢吃这个了。
注:嫌字小,请点击放大图片。要么你拿放大镜看去。


楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-21 22:26:00 +0800 CST  
下面详细说说各个元件的作用:尽量说的简单点吧。
1:emi电路:滤除市电50赫兹以上的杂波,以低通滤波的方式将市电的高频杂波滤除 .少了这级滤波,影响电源的性能,但是可以正常工作。所以山寨杂牌电源最喜欢省掉这一块。


基本构成:CX薄膜电容。CY陶瓷电容 共模电感(因为是双线反向绕制,电感上面是空的,所以也叫秃顶电感)有的电源会在AC接口处并联1个泄电电阻,主要作用为在拔掉正在工作的电源线时对CX电容放电,防止CX电容充放电时让火线和零线带电。


2:保险管
保险管原理:220V电流通过热量均匀散发,电流超过耐受值热量增大烧毁保险管保护后面电路。最最基本的保护电路,万万不能少。


3:整流桥:利用二极管单向通过的特性,将220V交流电整流成300V脉冲直流电。整流桥对耐温和耐压的要求都比较高,高温会严重影响整流桥的转换效率,所以想达到额定标称,要么带散热片,要么就使用裕量很大的整流桥裸本。通过整流桥的参数可以大致判断出电源是否虚标。

楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-21 22:27:00 +0800 CST  
4:主动pfc电路(boost升压电路):

PFC让交流电的波形和时间,尽量和直流电保持一致,提高转换效率也就是电源的利用率。有主动pfc和被动pfc之分,主动pfc转换效率普遍达到80%以上,被动pfc只有70%左右。主动pfc的一般都是宽幅电源,当然也有220v only的。主动pfc设计难度大,制作成本高,但是其转换效率高,为目前的主流应用。被动pfc采用电感补偿的方式,比较稳定但是发热比较高,趋于淘汰一般只有低端电源才用。
5:boost主电容:
原理:脉冲直流电波形不稳定,需要大电容滤波。boost升压电路中通过电感对主电容的反复充放电来完成升压过程。,对耐温和耐压的要求比较高也是属于易损元件.通电维修的时候,切记!切记!先给主电容放电!切记!切记!单手操作!一次侧是高压侧,真要被电一下,就等着呵呵吧!
6:热敏电阻(ntc)
抑制开机时主电容充电带来的浪涌电流。目前来看NTC可以有效提高电源的寿命。
7: 主开关管
大家都知道,变压器是不能给直流电变压的,那么pfc这里的直流电怎么给变压器变压呢?
所以就需要开关管和P W M 控制芯片相互勾搭,构成振荡斩波电路。通过开关管的一开一关将高压直流电转化为脉冲方波输送给变压器降压。

楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-21 22:28:00 +0800 CST  
8:主变压器:主变压器的输入端与开关管相连,输出端与二次侧整流滤波电路相连,可以提供低压(+12V,+5V,+3.3V,-12V,-5V)输出给整流滤波电路。主变压器的尺寸,一定程度上可以看出电源的做工,但也不是绝对的。由于开关管频率高,变压器的尺寸可以降低。所以会出现500瓦电源只用35MM的变压器。同时以主变压器为界,将高压一次侧和低压二次侧隔离,所以也叫隔离变压器。


9:辅助变压器:负责+5VSB输出。电源有2条电路,一条主开关电路,一条待机电路。所以这个也叫待机变压器,个头比主变压器稍小,比驱动变压器大。



10:mos管驱动变压器:将PWM控制电路和开关管相连,驱动开关管。有的电源没有这个变压器,使用相同功能的光耦整合电路代替。这个变压器的个头最小。

楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-21 22:29:00 +0800 CST  
11:二次侧整流桥:一般由整流二极管和若干枚肖特基管组成,将低压高频脉冲电转换为不稳定的低压直流电.高端电源会采用同步整流技术,即用mos管取代传统的肖特基管。同步整流要比传统的肖特基整流效率更高,损耗更小。从而达到更高的转换率。
12: 电压调整稳压电路:一般就是指3.3V单路磁放大或者5V和3.3V双路磁放大以及dc-dc稳压。其作用就是稳压.和电源功率没半毛钱关系。拿这款AK500 单磁放大为例:会有一个最大的12V/5V联合稳压电感和一个稍小的3.3V续流电感,以及一个一不点3.3V磁放大电感。
其他结构如何识别,会在以后的帖子里详细介绍。13:滤波输出电路:将不纯净的低压直流电进行滤波!得到纯净稳定的各路低压直流电。主要由滤波电容和棒状滤波电感构成,电容品质的好坏直接关系到电源的各项输出参数,比如纹波的抑制。劣质电源往往只配备电容滤波,即c型滤波,其滤波效果最差。好点的电源每路会使用一个电容和一个电感的组合,即CL滤波。相比之下游戏悍将AK 500就比较厚道,使用两个电容和一个棒状电感的组合,即CLC滤波。滤波效果对比:CLC>CL>C

楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-21 22:31:00 +0800 CST  
关于电源的80plus认证
80 PLUS 计划是由美国能源署出台, Ecos Consulting 负责执行的一项全国性节能现金奖励方案。起初为降低能耗,鼓励系统商在生产台式机或服务器时选配使用满载、50%负载、20%负载效率均在80%以上和在额定负载条件下PF值大于0.9的电源。由美国政府自掏腰包,对于符合以上要求的,台式机每套系统奖励5美元,对于服务器每套系统则奖励10美元。
上面这段话大家基本可以无视.80plus认证不能做为评判电源优劣的主要标准!不能!他只代表电源的转换率高低!
白牌,铜牌,银牌,金牌,白金牌,越高代表电源转换效率越好.


楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-21 22:56:00 +0800 CST  
三:说说电源那些事:ATX电源的拓扑结构
我们所使用的ATX电源本质上就是交流电转直流电的装置。那么这个装置是以什么方式工作的呢?这里就涉及到拓扑一词。电源的拓扑简单来说就是电源的架构!架构想必各位基佬都不陌生,CPU和显卡的每次升级也就是架构的升级,性能的升级。电源的架构也是一样,决定电源以什么样的方式工作、工作的效率有多高、性能的提升有多大,等等.......
今天就来聊聊电源的各种拓扑,照例先喝口热翔,润润嗓子~~~~~~一:半桥拓扑+被动pfc
这种属于比较老的拓扑了,可以说已经到了淘汰的边缘。但是!老归老也还是有其存在的价值滴!因为这玩意儿便宜!对便宜!结构简单、技术相对成熟、成本容易控制。所以300瓦以下的电源还能看到这哥们的身影。
分辨的方法:

1:中间有三个变压器,分别为主变压器 驱动变压器 待机变压器。
2:图中绿色框画出的为被动pfc电感。一次侧有2个大的滤波电容,组成倍压电路。

楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-22 22:22:00 +0800 CST  
二:单管正激+被动pfc
单管正激顾名思义就是一个主开关管,一般额定250瓦至300瓦的低功率电源比较常见。
比如台达的台达Smart250。
这种结构也比较老,只是比上面的老式半桥稍好。
分辨方法:
1:可以看到一个大的pfc电感,以及2个大电容。
2:一次侧散热片上只有一枚主开关管。
3:只有一大一小两个变压器。

楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-22 22:23:00 +0800 CST  
三:双管正激+主动PFC+3.3v单路磁放大
目前在300到500瓦区间的电源中比较主流,游戏悍将刀锋50 AK500就是采用这种结构。
动态性能很好,转换率普遍可以做到80%以上,二次侧技术选择范围更大,可以肖特基整流也可以同步整流。技术相对成熟,所以成本比较容易控制,售价自然也比较亲民。
分辨方法:

1:中间只有两个变压器一大一小,分别为主变压器和辅助变压器。
2:两个主开关管构成了双管正激拓扑。
3:绿色框为主动pfc,主要特征为一个大电感和一个主电容。
4:一个3.3v的磁放大线圈,输出侧有只有两个输出电感。(蓝色框)

楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-22 22:24:00 +0800 CST  
四:双管正激+主动pfc+双路磁放大
双路磁放大的好处是12v 3.3v 5v三路输出互不干扰,DC-DC没有普及的时候,这种结构算是高端产品了。比如航嘉Jumper550
分辨方法:
与单磁放大相比,双磁放大有2个磁放大电感,分别给3.3v 和5v稳压。滤波输出部分有三个储能电感,左边位12v ,中间3.3v 右边5v。(看蓝色框内)

楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-22 22:25:00 +0800 CST  
五:LLC谐振半桥+主动PFC+12V同步整流+5V/3.3VDC-DC
游戏悍将魔尊80+白金牌特效版GP550M就是采用这种结构,由于LLC谐振半桥属于软开关,开关损耗非常小。较之单/双路磁放大的电源,DC-DC结构稳压效果更好,采用的同步整流技术也比传统的肖特基整流,损耗更低转换效率更高。所以可以做到很高的转换率。
分辨方法:
1:三个变压器小 大 小。分辨为谐振变压器,主变压器,待机变压器。
2:12v同步整流就是用mos管取代肖特基整流管。有的厂家出于成本考虑,会使用mos管+肖特基管的组合。
3:DC-DC稳压电路,一般会出现竖直的pcb小板,上面有电感和MOS管。
4:LLC结构的电源没有12v储能电感,这是和正激电源最明显的区别。

楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-22 22:26:00 +0800 CST  
六:双管正激+主动PFC+12V同步整流+5V/3.3VDC-DC
上面说过双管正激拓扑二次侧技术选择范围更大,可以使用同步整流+DC-DC的技术,从而达到更高的转换效率。动态性能和纹波的表现也更好。
以游戏悍将霸道6 550瓦为例:比LLC结构的电源少一个变压器,多一个12v储能电感,这个是最大的区别。其他的基本都一样。

除了以上几种常见的拓扑结构,还有诸如移相全桥、有源钳位、LLC谐振全桥之类的,由于时间关系,今天就不一一阐述了

楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-22 22:27:00 +0800 CST  
四:主流电源推荐
270瓦-350瓦电源推荐
这个档次的电源是目前使用最多的,有显卡6pin辅助供电接口,基本可以满足大部分家庭用户。
270瓦电源推荐
台达VX270 169元左右 双管正激+主动pfc+单路磁放大。单路12v输出为180瓦。注;此电源没有6pin显卡辅助供电,需要转接线。




350瓦电源推荐
台达nx350 80PLUS铜牌 双管正激+主动pfc+单路磁放大




楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-22 22:40:00 +0800 CST  
450瓦电源推荐
酷冷G450M 单路12v设计,34A输出408W 主动式PFC+双管正激+同步整流+DCDC
电源采用半模组设计、铜牌80PLUS认证、单路12V和5年质保.


台达RS450:双路12v设计,联合输出420W 主动式PFC+双管正激+同步整流+DCDC
铜牌80PLUS认证.

楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-22 22:55:00 +0800 CST  
500瓦-600瓦电源推荐
游戏悍将魔尊GP550M 主动PFC+LLC+同步整流+DC/DC (80plus白金牌/ 单路12V输出45A/模组设计)


海韵G-550 金牌半摸组 llc+主动pfc+12v同步整流+dcdc

海盗船RM650i 主动PFC+LLC半桥谐振+同步整流+DCDC
(80PLUS金牌认证/全模组/静音风扇/低负载风扇停转模式)


楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-22 23:20:00 +0800 CST  
700瓦以上
长城G-75080PLUS铂金牌/全模)


振华 LEADEX 1000W (80PLUS白金牌/全模组)


安钛克HCP-1000(全模组/80PLUS白金)


楼主 老痰吹泡泡oO  发布于 2016-07-22 23:31:00 +0800 CST  

楼主:老痰吹泡泡oO

字数:3855

发表时间:2016-07-21 07:59:00 +0800 CST

更新时间:2019-09-27 14:16:22 +0800 CST

评论数:294条评论

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