現(xiàn)在PC所使用的供電規(guī)范叫做ATX12V,是2000年由Intel推出的,然而這個(gè)規(guī)范也并非是什么創(chuàng)新,它只是1997年推出的ATX2.0的強(qiáng)化版,用于滿足Intel當(dāng)時(shí)耗電巨獸Prescott的供電需求。而如果再往前追溯,到1995年的初代ATX乃至更早的AT電源規(guī)范,會發(fā)現(xiàn)整體上的變化并不大,都只是不斷的擴(kuò)充(比如20pin擴(kuò)充到24pin)和微調(diào)(比如激活電流從100mA改成500mA)。
在PC技術(shù)日新月異的時(shí)代,只有PC供電規(guī)范是一成不變的,甚至到了現(xiàn)在PC已經(jīng)顯出頹勢,PC供電仍然一成不變。這套供電的核心思想就是由電源提供12V、5V和3.3V三種電壓輸出到主板上,然后通過主板布線引到該發(fā)揮作用的位置驅(qū)動設(shè)備。聽起來合情合理,然而實(shí)際操作就有很大問題了,比如給USB提供5V供電,就要用布線橫穿整個(gè)主板。
問題到這里也就顯而易見了。光從圖就能看出做這樣一條橫跨主板的布線相當(dāng)難,比如旁邊的內(nèi)存就引出來了兩組各284條線橫檔在前面,加上CPU與PCIE、芯片組之間還要布線連接,連背面都被占滿了,這么小小一條5V線路就不得不繞行大半個(gè)主板,這還只是其中之一。按照ATX12V的設(shè)計(jì),從主板電源接口要引出2條12V、5條5V、4條3.3V,這些在主板上形成密密麻麻的供電網(wǎng)絡(luò),而且不能交叉、更不能互相干擾。
可以這么說,主板上密密麻麻的部件和線路,很多都是因?yàn)檫@種老舊的設(shè)計(jì)思路造成的。但以現(xiàn)在的技術(shù)已經(jīng)根本不需要把主板設(shè)計(jì)的這么復(fù)雜。所以Intel從電源上開刀,推出新的ATX12VO規(guī)范,其中的O就是Only的意思,意味著這套規(guī)范只使用12V輸出,砍掉5V和3.3V。由于少了兩種輸出規(guī)格,新的規(guī)范電源到主板的插口也從原有的24pin精簡到了10pin。
電源輸出端這樣精簡之后,意味著主板也必須重新設(shè)計(jì)了。未來主板上所有的供電需求都由3條12V的線路承擔(dān),而當(dāng)遇到諸如CPU、內(nèi)存、USB接口這種需要各不相同的電壓時(shí),只需直接在其附近部署元器件給12V做直流降壓之后供電,縮短了低壓部分的傳輸距離也保證了供電質(zhì)量。
那這樣會導(dǎo)致主板上元器件增加嗎?實(shí)際上并不會。因?yàn)榧幢闶怯?V和3.3V,多數(shù)時(shí)候也是需要在主板上設(shè)計(jì)同樣的各種調(diào)壓操作,還要進(jìn)行各種濾波、降噪等等。全部改用12V反而省事,主板上的元器件數(shù)量和布線難度會大大降低,供電效率也會大大提升。根據(jù)Intel的介紹,ATX12VO會讓主板供電能力從216W提升到288W。
不得不說,從這一天開始回頭再看以前的PC設(shè)計(jì),真的太老了。比如Intel早在2000年的時(shí)候就遇到了供電不足的問題,隨后類似的問題已經(jīng)在PC上頻頻出現(xiàn)。但I(xiàn)ntel每次都是采取妥協(xié)的方法,比如把20pin改成24pin,給CPU單獨(dú)增加供電接口,給PCIE單獨(dú)增加供電接口等等,最大限度避免驚擾整個(gè)行業(yè)。
但顯然,老舊的ATX12V已經(jīng)背上了太沉重的歷史包袱,也開始拖累整個(gè)行業(yè)。如果不是Intel主動修改方案,而是有一天受到拖累不得不讓技術(shù)或者產(chǎn)品的正常迭代向30年前的供電規(guī)范妥協(xié),那必定會造成整個(gè)行業(yè)的退步。可能Intel已經(jīng)預(yù)感到那一天快來了吧,這次改變毫無疑問會帶來很大影響,但不是壞事。
、電腦電源介紹
電腦電源是一種安裝在主機(jī)箱內(nèi)的封閉式獨(dú)立部件,它的作用是將交流電變換為+5V、-5V、+12V、-12V、+3.3V、-3.3V等不同電壓、穩(wěn)定可靠的直流電,供給主機(jī)箱內(nèi)的系統(tǒng)板、各種適配器和擴(kuò)展卡、硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器等系統(tǒng)部件及鍵盤和鼠標(biāo)使用。
二、工作原理
電腦電源PC電源是一個(gè)無工頻變壓器的四路開關(guān)穩(wěn)壓電源,它的工作原理是:220V市電輸入后,先經(jīng)低通濾波器濾波及橋式整流器整流,變成300V直流峰值高壓,該直流高壓被送到脈寬調(diào)制器、變換型振蕩器(功率轉(zhuǎn)換線路),變成300V的矩形波或正弦波,然后再經(jīng)高頻變壓及整流濾波即可輸出+12V、+5V的直流穩(wěn)定電壓,可供系統(tǒng)使用。
電源采用調(diào)節(jié)300V矩形波的占寬比來調(diào)節(jié)直流輸出值的反饋穩(wěn)壓工作原理,并采用直接整流、高頻變換和脈寬調(diào)制技術(shù),因而省略了笨重的變壓器,具有體積小、重量輕、效率高和過流過壓保護(hù)的特點(diǎn)。此外電源部件還產(chǎn)生一個(gè)電源信號—Power Good信號,該信號表明電源狀態(tài)正常,并提供給主機(jī)以產(chǎn)生硬件復(fù)位RESET信號,使系統(tǒng)正常啟動 。
三、性能指標(biāo)介紹
(1)多國認(rèn)證標(biāo)記
優(yōu)質(zhì)的電源具有FCC、美國UR和中國長城等認(rèn)證標(biāo)志,這些認(rèn)證是認(rèn)證機(jī)構(gòu)根據(jù)行業(yè)內(nèi)技術(shù)規(guī)范對電源制定的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn),包括生產(chǎn)流程、電磁干擾、安全保護(hù)等,凡是符合一定的指標(biāo)的產(chǎn)品在申報(bào)認(rèn)證后才能在包裝和產(chǎn)品表面使用認(rèn)證標(biāo)記。應(yīng)該說具有一定的權(quán)威性。
(2)噪音和濾波
這項(xiàng)指標(biāo)需要通過專業(yè)儀器才能直觀量化判斷,主要是220V交流電經(jīng)過開關(guān)電源的濾波和穩(wěn)壓變換成各種低電壓的直流電,噪音標(biāo)志輸出直流電的平滑程度,濾波品質(zhì)的高低直接關(guān)系到輸出直流電中交流分量的高低,也被稱為波紋系數(shù),這個(gè)系數(shù)越小越好。同時(shí)濾波電容的容量和品質(zhì)也關(guān)系到電流有較大變動時(shí)電壓的穩(wěn)定程度。
(3)瞬間反應(yīng)能力
當(dāng)輸入電壓在瞬間發(fā)生較大的變化(在允許范圍之內(nèi)),輸出的穩(wěn)定電壓值恢復(fù)正常所用的時(shí)間,也是電源對異常情況的反應(yīng)能力。
(4)電壓保持時(shí)間
在PC系統(tǒng)中后備式的UPS占有相當(dāng)大的比例,當(dāng)電網(wǎng)突然停電,后備式的UPS會切換供電,不過這一般需要2~10ms切換時(shí)間(依UPS的具體性能而定),所以在此期間需要電源自身能夠靠儲能元件中存儲的電量維持短暫的供電,一般優(yōu)質(zhì)的電源的保持時(shí)間可以達(dá)12~18ms,確保UPS切換期間的正常供電。
(5)電磁干擾
由于開關(guān)電源的工作原理所決定內(nèi)部具有較強(qiáng)的電磁震蕩具有類似無線電波的對外輻射特性,如果不加以屏蔽可能會對其他設(shè)備造成影響,如果將移動電話或無線通訊設(shè)備置于電腦附近,如果發(fā)生通訊質(zhì)量的下降就說明受到電磁干擾。所以國內(nèi)對這種有害的輻射量也有嚴(yán)格的限定,電源一般通過外面的鐵盒和機(jī)箱加以屏蔽,但泄漏在所難免,只是量的問題。由于這種干擾看不見摸不著,而抗電磁干擾要花費(fèi)較大的成本,所以劣質(zhì)電源都忽略此項(xiàng)指標(biāo)。在國際上有FCCA和FCCB的標(biāo)準(zhǔn),在國內(nèi)也有國標(biāo)A(工業(yè)級)和國標(biāo)B級(家用電器級)標(biāo)準(zhǔn),優(yōu)質(zhì)的電源都可以通過B級標(biāo)準(zhǔn)。
(6)開機(jī)延時(shí)
這是一種新的概念,電源在接通之初到提供穩(wěn)定的輸出必然需要一定的時(shí)間的穩(wěn)定周期,在這個(gè)周期中電壓的穩(wěn)定度很難保證,所以電源設(shè)計(jì)者讓電源延時(shí)100~500ms,等電源穩(wěn)定后再向電腦提供高質(zhì)量的電源。
(7)過壓保護(hù)
ATX電源較傳統(tǒng)AT電源多了3.3V電壓組,有的主板沒有穩(wěn)壓組件直接用3.3V為主板部分設(shè)備供電,即便是具有穩(wěn)壓裝置的線路,對輸入電壓也有上限,一旦電壓升高對被供電設(shè)備可能會造成嚴(yán)重不可逆轉(zhuǎn)的物理損傷。
(8)電源效率
電源效率和電源設(shè)計(jì)線路有密切的關(guān)系,高效率的電源可以提高電能的使用效率,在一定程度上可以降低電源的自身功耗和發(fā)熱量。
(9)電源壽命
一般電源壽命按照3~5年計(jì)算元件的可能失效周期,平均工作時(shí)間在80000~100000h(小時(shí))之間
四、分類介紹
電腦的電源有AT和ATX兩種結(jié)構(gòu)形式。
(1)AT電源
AT電源從外觀上看只是一個(gè)帶有很多引線的鐵盒子。電源的后部兩個(gè)插座分別用來連接外界電源和為顯示器提供插座,一般雄性插座為電源插座。有些電源在兩個(gè)插座間有電壓設(shè)定開關(guān),用于切換110V與220V兩種電壓制式,在國內(nèi)普遍采用220V電壓制式,如果錯(cuò)誤的設(shè)定在110V擋上會對電源造成傷害。
AT電源共有四路輸出(±5V、±12V),向主板提供一個(gè)PG信號,功率一般為150W~220W。AT電源提供的主板電源線是一個(gè)12針的分離式插頭,每6針為一個(gè)插頭,共有兩個(gè),其中兩根黑線要排在一起插,否則會燒毀主板。AT電源采用切斷交流電網(wǎng)的方式關(guān)機(jī)。
在ATX電源未出現(xiàn)之前,從286到586電腦都使用AT電源。
(2)ATX電源
ATX電源從外觀上看也是一個(gè)帶有很多引線的鐵盒子。它取消了顯示器插座,并在此位置上安裝了電源開關(guān),這是一個(gè)真正的物理電源切斷開關(guān),與ATX機(jī)箱前的POWER鍵有本質(zhì)的區(qū)別。
ATX電源除了在線路上做了一些改進(jìn)外,最重要的是增加了一個(gè)電源管理功能,稱為Stand-By。它可以讓操作系統(tǒng)直接對電源進(jìn)行管理。通過此功能,用戶就可以直接通過Windows 95/98實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的電源管理,如在電腦關(guān)閉時(shí),可以通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)出信號到電腦的Modem上,然后監(jiān)控電路就會發(fā)出一個(gè)ATX電源所特有的+5VSB激活電壓,用來打開電源啟動電腦,從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程開機(jī)。
ATX電源提供多組插頭,其中主要是20芯的主板插頭、4芯的驅(qū)動器插頭和4芯小驅(qū)專用插頭。20芯的主板插頭具有方向性,可以有效地防止誤插,插頭上還帶有固定裝置可以鉤住主板上的插座,不至于接頭松動導(dǎo)致主板在工作狀態(tài)下突然斷電。4芯的驅(qū)動器電源插頭用處最廣泛,所有的CD-ROM、DVD-DOM、CD-RW、硬盤甚至部分風(fēng)扇都要用到它。4芯插頭提供了+12V和+5V兩組電壓,一般黃色電線代表+12V電源,紅色電線代表+5V電源,黑色電線代表0V地線。這種4芯插頭電源提供的數(shù)量是最多的,如果用戶還不夠用,可以使用一轉(zhuǎn)二的轉(zhuǎn)接線。4芯小驅(qū)專用插頭原理和普通4芯插頭是一樣的,只是接口形式不同罷了,是專為傳統(tǒng)的小驅(qū)供電設(shè)計(jì)的。
ATX電源的種類有ATX1.0、ATX1.1、ATX2.01、ATX2.02等,以ATX2.01為主,對于高檔的機(jī)箱配套或單買的高檔電源有ATX2.02版本的產(chǎn)品。
不同類型的產(chǎn)品,其質(zhì)量也不盡相同,后一種產(chǎn)品質(zhì)量較高。這些不同種類的ATX電源各自有其顯著的特點(diǎn)。
·外形上不同
ATX1.01電源的電源風(fēng)扇在CPU上方,這樣做是為了將CPU的風(fēng)扇省去,其實(shí)效果并不好。而2.01版的電源風(fēng)扇,仍在原來的AT電源一樣的位置。
·激活電流不同
ATX1.01電源激活電流只有100mA,ATX2.01電源激活電流則有500mA~720mA。顯然,某些情況下,1.01版比較過敏,經(jīng)常會受外界影響而自行啟動電腦
五、部分問題介紹和故障原因
1.電腦電源常見故障現(xiàn)象電腦電源常見的故障現(xiàn)象主要有:
①電腦無法開機(jī),ATX電源無電壓輸出;
②電腦不斷自動重啟:
③電腦開機(jī)啟動時(shí)死機(jī);
④電腦啟動3秒后,自動關(guān)機(jī);
⑤ATX電源輸出電壓低。
2.電腦電源故障產(chǎn)生原因電腦電源故障產(chǎn)生原因主要有:
①ATX電源輸出電壓低;
②ATX電源輸出功率不足;
③ATX電源損壞;
④ATX電源保險(xiǎn)絲燒斷;
⑤開關(guān)管損壞;
⑥300V電容損壞;
⑦主板開關(guān)電路損壞;
③機(jī)箱電源開關(guān)線損壞。
在糾結(jié)電源選金牌還是全模組?不如轉(zhuǎn)移一下注意力,來看看你的電腦該配多少瓦的電源吧。當(dāng)然你要是有錢配1000W的那我沒話說,但學(xué)會計(jì)算電源功耗還是有用的,而且這個(gè)技能看起來非常niubility,所以快來隨我走上DIY從入門到放棄之路吧。
你要買1600W的電源?承讓承讓
計(jì)算功耗還不簡單嘛,把所有的硬件功耗加起來不就好了?你可真是個(gè)小機(jī)靈鬼兒,但是這個(gè)算法有兩個(gè)問題,第一是硬件的功耗是沒有明確標(biāo)出的,需要挨個(gè)查,第二則是電源的12V輸出不一定和硬件匹配。
其實(shí)搭配電源并不需要復(fù)雜的計(jì)算,筆者在這里為大家準(zhǔn)備了一個(gè)公式:
電源的額定功率≥電源的12V輸出功率(CPU功耗+顯卡功耗+60W)+60W
簡單介紹一下,就是說電源的總功率要在12V輸出功率的基礎(chǔ)上加60W,而12V輸出功率要在CPU和顯卡功耗之和的基礎(chǔ)上加60W。
需要注意的是,這里的功耗指的是CPU和顯卡的實(shí)際功耗而不是TDP,TDP要比實(shí)際功耗低得多,如果要采用TDP作為計(jì)算數(shù)據(jù),應(yīng)該額外留出120W的余量。
表面上是125W的小公舉,實(shí)際上卻是250W的猛漢王(大霧)
舉例來說,如果你的配置是酷睿i7-10700K+RTX 3060,那么計(jì)算結(jié)果就是:電源額定功率≥電源的12V輸出功率(CPU功耗250W+顯卡功耗170W+60W)+60W=540W。
按照TDP來計(jì)算的話,則變成了:電源額定功率≥電源的12V輸出功率(CPUTDP125W+顯卡TDP170W+180W)+60W=535W。
看這尺寸就知道CPU實(shí)際功耗不可能只有125W
為什么會是這樣一個(gè)奇怪的公式呢?聰明的你也許會問,為什么不是CPU功耗+顯卡功耗+120W,而要把120W拆分成2個(gè)60W呢?答案就在于電源的12V輸出。
單路12V輸出也很重要
像CPU和顯卡這樣的耗電大戶使用的都是12V的電壓,而電源的12V輸出是獨(dú)立的,以上面的配置為例,CPU功耗250W+顯卡功耗170W不加余量就達(dá)到了420W的功耗,如果不考慮12V輸出只搭配了550W的電源,而這個(gè)電源恰好12V供電只有408W,那你的平臺在滿載的時(shí)候就有可能因?yàn)檩敵霾蛔愣殿l或關(guān)機(jī)。
有額定500W但12V輸出只有400W的電源?還真有
另外,如果電源不是單路12V輸出,那么也要滿足單獨(dú)硬件的供電,同樣是上面的例子,CPU功耗250W+顯卡功耗170W,電源的12V輸出分成兩路的話,12V CPU的功率不能低于250W,12V IO的功率不能低于170W,才能滿足在滿載時(shí)充足供電。
還有一種特殊情況是玩家使用的硬盤非常多,3.5英寸硬盤使用+12V和+5V供電,2.5英寸硬盤則使用+5V和+3.3V供電,在這種情況下每塊硬盤留出1A的電流也就是約10W的功耗比較穩(wěn)妥。
一般來說,只要不是山寨的虛標(biāo)電源,這一個(gè)公式就能助你選出合格的電源了,至于金牌效能,全模組輸出,RGB光效什么的,需要結(jié)合你的預(yù)算和實(shí)際需要來選擇。
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