电脑电源维修教程909737

电脑电源入门标准教材 第一版 主编 孟庆宏 第 1 页 电脑电源入门标准教材 主编 孟庆宏 目录 一 、 基本知识篇 1、 电源的专用名词解释 输出端子 4 . 4 静音电源与非静音电源 .、 电源的作用 供电 . 9 散热 .隔离 .、 电源的分类 电源 .13 源 . . 13 源 .源 . 、 电源的基本参数 电压 . 电流 . 功率 . 转换效率 . 功率因数 . 噪音 .纹波与杂讯 . 、 电源的结构与材料 源的工程结构 8 厘米风扇结构 12 厘米 /14 厘米风扇结构 双风扇结构 20 无风扇结构 22 源常用部件及所使用的材料 外壳 .23 线材 .24 公母座与 I/O、 切换开关 . 散热片 .25 变压器 .27 件 .28 大电容 . .29 整流桥 .30 磁放大器 .31 感 .31 关管 /整流管 .32 敏电阻 .33 险丝 .33 电脑电源入门标准教材 第一版 主编 孟庆宏 第 2 页 扇 .34 料 .35 能芯片 .36 6、 电源的基本电路 电源的工作原理 .36 路 .路 .高压滤波整流电路 . 开关电路 . .低压滤波整流电路 .41 控制电路 .、 电源的生产流程 .手工装配 . .46 8、 电源的测试方法 程样品的测试 . . . 产过程的测试 . . . 、 技术标准篇 1、 .、 服务器电源的设计标准 . .57 3、 航嘉 源设计标准 . .、 电源的认证 .、 企业标准 . 、 系统组件篇 1、 电源之配合 .、 显卡 与电源之配合 .、 主板与电源之配合 .、 其他 主要配件的功率消耗 . .、 系统配置与电源功率选择 . .、 电脑整体功耗的检测 . 、 疑难问题篇 1、 电源的 常见 故障 现象 .70 2、 其他现象答疑 . 、 其他 1、 常见的偷工减料方法 . .、 电源的卖点来源 .、 电源的发展趋势 .脑电源入门标准教材 第一版 主编 孟庆宏 第 3 页 序 言 考虑出一本教材的想法已经有很长时间了 。 经常给渠道做一些电源方面的培训 ， 讲的次数多了 ， 翻来覆去地如老牛嚼稻草 ， 觉得无趣的很 ， 因此想减轻一些烦劳 。 教材的提纲 ， 在 2 006 年的下半年就基本确定 ， 但迟迟没有开始 ， 一是有点惰性 ， 二是总觉得没有时间 说没有时间 ， 是给自己找借口 ， 其实是因为太懒 。 说是 “ 教材 ” ， 不过是把以前自己的讲义和别人的成果整理了一下 。 现在的网络太发达 ， 很多东西都可以在网上找到 。 还是因为太懒的原因 ， 一些内容自己不想动笔 ， 便从网络上 直接 拷贝 下来 ， 自己再略加修改一下 所以我只是做了一些采编的工作罢了 。 感谢深圳航嘉创威公司提供了大量的资料 。 也感谢一些网站 和杂志 的不认识的编辑们 ， 他们做了很多的工作 ， 没打招呼我就抄袭了过来 。 教材中引用了大量网上的 文章与 图片 ， 主要 有 小熊在线 、界 、 天极 、 现代计算机等 。 本教材的阅读对象 ， 主要为从事电脑电源行业销售与产品工作的人员 。 我在每个章节的标题后备注了该章节的 学习 程度 ， 其中一颗星代表 “ 了解 ” ， 两颗星代表 “ 熟悉 ” ， 三颗星代表 “ 完全掌握 ” ， 这主要针对销售人员 ， 而从事产品经理职位的人员 ， 我的希望是对于每一个章节的内容 ， 均需要十分熟悉 。 为了保持教材的可读性 ， 我尽量使用一些通俗的语言 ， 语法的错误应该很多 ，此外 ， 由于我并不是一个专业的电源工程师 ， 所以教材中的一些见解难免出 错 ，还望大家甄别 ， 如有需要指正之处 ， 请与我联系 （ 。 孟庆宏 2007 年 7 月 电脑电源入门标准教材 第一版 主编 孟庆宏 第 4 页 第一部分 基础知识篇 一 、 电源专用名词解释 （ 学习程度 ： ） 出端子 出线材 （ 电源连接设备的一把彩色电线 ） 的末端 ， 连接各种设备的连接器 ，俗称 “ 输出端子 ” ， 通俗 也叫 “ 接头 ” 。 各厂家对这种连接器的叫法可能不一样 。 材中的彩色线有其固定定义 ， 不同颜色的线代表不同的含义 。 颜色 定义 颜色 定义 红色 +5V 绿色 色 +12V 灰色 色 +色 +5色 线 蓝色 色 绿色的 信号线 ， 如果想不接主板启动电源 ， 可用一根导线短接 20 再插上电源线即可 。 端子的颜色 ， 通常为白色 ， 但厂家为了吸引眼球 ， 会采用黑色 、 蓝色 等 ， 成本增加不多 。 此外 ， 有一种与众不同的端子 ， 侧面多了一对 “ 小耳朵 ” ， 在从设备上拔出端子时 ， 按下旁边的 “ 小耳朵 ” ， 可方便地退出 。 1.2 英文中是 “ 针脚 ” 的意思 。 电源输出端子有好几种 ， 每种连接不同的设备 。 我们通常根据输出端子上的针脚数目来识别不同的端 子 。 电源中 ， 主要的输出端子有以下几种 。 主输出端子 主输出端子一共有三种形式 ： 2024 20+4 20一共有 20 个 针脚 ， 故称 20每一个阵脚代表不同的电压值或者信号 ，针脚的定义是固定的 ， 定义标准是由 司制定的 。 20子是插在主板上的 。 在 理器流行之前 ， 普通家用电脑的主板的连接器设计方式都是采用 20 24一共有 24 个针 脚 ， 比 20子多出 4 根 ， 分别是地线 （ +5V、+ +12V。 多出来的 4其实是给主板上的显卡插槽供电的 。 最早的 24子 ， 是使用在服务器主板上的 ， 后来随着 司制定了电脑电源入门标准教材 第一版 主编 孟庆宏 第 5 页 准 ， 24子也使用在普通家用主板上 。 20+424一种变化方式 ， 采用的是原 20后来增加的 4组合方法 ， 有时称之为 “ 魔术接头 ” ， 既可使用在老的 20接器的主板上 ， 也可以使用在 24主板上 。 20+4设计 ， 被一家美国公司申请专利 ， 但在国内被广泛采用 。 20+4源接口 4大 4时也被叫做 “ D 型接头 ” ， 因其外形似字母 D。 大 4要为 盘以及光驱供电 。 4 D 型驱动器电源插头用处最广泛 ， 所有的 备 ， 还有部分显卡 ，甚至部分风扇都要用到它 。 这种插头提供了 +12V 和 +5V 两组电压 ， 一般黄色电电脑电源入门标准教材 第一版 主编 孟庆宏 第 6 页 线代表 +12V 电源 ， 红色电线代表 +5V 电源 ， 黑色电线代表 0V 地线 。 4只为软驱供电 。 软驱虽然已经逐渐被淘汰 ， 但绝大多数电源上仍旧提供了这个端子 。 电接头 随着 口标准的诞生 ， 源接口开始得到普及 ， 备接口插拔容易 ， 使用方便了很多 。 从 2V 本开始 ，电源开始增加 有的电源 口甚至增加到 6 个 ， 以满足多备需要的用户 。 供电接口上有 5 根线 ， 分别是 +12V、 +5V、 +每一根线被分成 3 个针脚 ， 因此 接器中共有 15 根针脚 。 需要注意 的是 +目前大多数 盘 ， 仍旧是由 +5V 和 +12 +没有用上 ， 所以有很多电源上的 是由 口 （ 只有 +5V 和 +12V， 以及 转接过来的 。 在以后的 盘中 ， +成为 重要的电力来源 。 4 进入 “奔腾四 ”时代后 ， 供电需求增加起来 ， +5V 无法满足 动力 ”需要 ， 于是 ， 在电源上定义出了一组 +12V 输出 ， 专门来个 对于有些更高端的 说 ， 4 +12V 仍 无法满足需要 ， 于是带有 8 这种接口最初主要是满足服务器平台的需要 ， 在今天 ， 不少电脑电源入门标准教材 第一版 主编 孟庆宏 第 7 页 主板给高端 设计了这样的接口 。 电电压由 的 +5V 转向 +12V， 主要受到两个因素的影响 ： 一是单路电流大小 对材料的需求 ， 二是压降大小 。 举例说明 ： 如 要的功率为 60W， 60W=5V*12A=12V*5A +5V 供电 ， 则需要 12A 电流 。 如此大的电流 ， 对 功率 元件 和输出线材的承载能力 是个考验 ， 同时 ， 12A 的电流从电源 上流出 ， 经过输出线到达 20出现比较大的压降 ， 影响到系统的运行 。 如果采用 +12V， 则只需要 5一方面减轻了 对硬件的需求 ， 同时也减小了压降 。 电压压降很少受到关注 ， 其实这是一个很重要的考虑对象 ， 是电源设计时必须考虑的问题 。 航嘉最近提出的 “ 同步整流 ” 技术 ， 是减少电源的内部压降损耗 。外部压降容易被忽视 ， 电源输出线越长 ， 到达设备时的电压损耗越大 。 接头 当电源自身搭配的输出端子不能被设备直接使用时 ， 就需要使用转接头 。 之前市面上比较多见 20转接头 ， 但现在已经比较少见了 。 目前大家接触到的比较多的是 接头 。 电脑电源入门标准教材 第一版 主编 孟庆宏 第 8 页 上图中的 接头 ， 没有 +电压 。 市面上买到的转接头的质量可能会存在问题 ， 一是线序可能排错 ， 二是线中的铜丝太细 ， 这两种问题都可能会引起硬盘的损坏 。 一些 盘 ， 必须使用 +电压 ， 不能使用这种 转接头 。 此外 ， 在谈到 出线时 ， 我们还会遇到 “ 几转几 ” 的词语 。 下图是一个 “ 一转三 ” 的端子 ， 即是 从一路输出线上 ， 通过转接头转出三个子端子 。 这种设计在材中普遍存在 ， 但需要注意的是 ， 我们在装机时要尽量避免一路输出线上挂多个设备 ， 避免出现电流不足现象 ， 特别是电源功率偏小的时候 。 一些电源可能还会从为 电的 8转一个 4出来 ， 即可以使用在8主板上 ， 也可以兼容 4板 。 一根输出线上能转多个端子 ， 转出来的端子的数量 ， 需要依据输出线的线径与电源的功率 。 最早的 6出现在 源上 ， 两个不同针脚定义的 6配连接在主板上 。 之后支持 电源 ， 也有过一种 6称为 “ 辅助电源接口 ” ， 其针脚定义与外观与现在的 6全不同 。 在早期显卡的供电都是用大 4但随着 卡的功耗的增加 ， 1 组 +12 于是 ， 带有 三 组 +12V 输出的 卡辅助供电接口也就诞生了 。 电脑电源入门标准教材 第一版 主编 孟庆宏 第 9 页 音电源与非静音电源 音电源的标准 并没有一个权威机构确定静音电源的标准 。 电源的噪音测量是在造价高昂的静音室中测 量的 。 测量风扇的噪声时需要在噪声小于 17消音室中进行 ， 距离风扇一米 ， 并沿风扇转轴的方向对准风扇的进气口 ， 采用 A 加权的方式进行测量 。 通常我们这么划分 ， 噪音值 28 分贝以下的电源为静音电源 ， 28 分贝以上的为非静音电源 。 源噪音来源 电源是否静音 ， 完全决定于风扇 。 风扇的噪音来源 ， 一是轴承摩擦 ， 一是叶片与空气摩擦 。 风扇转速越高 ， 摩擦带来的噪音就越高 。 因此 ， 降低风扇转速 ， 可有效降低噪音 。 根据风扇轴承的不同 ， 电源风扇可以分为两种 ： 含油风扇与滚珠风扇 。 绝大多数静音电源会采用含油风扇 。 滚珠风扇普遍 噪音较高 ， 通常应用在服务器电源上 。 噪音大小 寿命 成本 含油风扇 较低 不长 不高 滚珠风扇 高 长 高 此外还有一种磁悬浮风扇 ， 噪音更低 ， 但成本很高 ， 并未被使用在电源上 。 音电源的实现 最常见的静音电源 ， 一般采用 12 厘米或者 14 厘米风扇 ， 因为这种大扇叶的风扇 ， 能够在解决电源散热的情况下维持一个较低的转速 。 大叶片的风扇 ， 转速在 2000转以下时 ， 噪音会比较低 。 而 8 厘米风扇 ， 转速 一般在 2500 转以上 ， 噪音相对偏高 。 偶尔也有采用 8 厘米 风扇实现静音的 。 无风扇设计的电源 ， 不产生噪音 ， 但这 种设计不利于电脑系统散热 ， 因此很少被使用 。 音的变化 电源的噪音 ， 在使用过程中不是一成不变的 。 度对噪音的影响 在低温环境下 ， 风扇 的润滑油的润滑性能会下降 ， 因此噪音会升高 。 一些电脑电源入门标准教材 第一版 主编 孟庆宏 第 10 页 电源在北方的冬天 ， 刚开机时噪音偏高 ， 运行一会后温度上升 ， 噪音下降 。 控电路对噪音的影响 一些电源中设计了温控电路 。 当热敏电阻检测到电源内部 温度升高到一定程度 ， 会加大风扇电压 ， 从而提高风扇转速 ， 加速空气流动以降低电源内部温度 。 此时 ， 电源噪音会有所提高 。 间对噪音的影响 静音电源在使用一段时间后 ， 由于风扇 轴承和叶片 积累灰尘 ， 以及润滑油逐渐变干 ， 整体噪音会增加 ， 可能会听到明显噪音 。 二 、 电源的作用 （ 学习程度 ： ） 电 电源是一个 C 转换设备 ， 输出的纯净的直流电才能够被电脑使用 。 输出电压 作用 +5V 驱动器 （ 硬盘 、 光驱等 ） 电路板部分 ； 主板 ； 显卡 +12动 器马达 ； 显卡 +12板 ； 显卡 ； 盘 12V 串口放大电路 +5机用 。 +386、 486 电脑使用的都是 构 ， 其最低电压为 +5V， 从 始 算速度开始大幅度提高 ， 此时如果再使用 +5V 的电压已经不能控制主板的发热量 ， 为了降低新平台中主板的发热量和节省能源 ， 新的 范中增加了 +电压 ， 专门用来给主板的供电 。 +线材使用的是橙色 ， 一般通过主板变换后驱动芯片 、 内存 、 电路或设备 。 +5V 构向 构转型使得 +5V 的作用大大减小 ， 目前主要使用在一些没有机械动作和集成度也不是特别高的芯片 ， 不过它也和 +12V 的输出一起出现 ， 共同来负担磁盘 、 光盘驱动器马达以及其它的大部分电路 ， 常见的就是 D 型接口 。 +5 压是直接供给主板使用的 。 最初的 构 电压是给 通常输出电流小于 1A， 但是随着 槽的淘汰 ， 压已无用武之地 。 从 2V 的规范中已经正 式取消了这个电压的供给 ，所以在 很多 电源中已经没有这个电压的输出 。 +5+55V， ， “ 待机 ” 之意 。 电脑电源入门标准教材 第一版 主编 孟庆宏 第 11 页 +5起出现在 准上的 ， 其作用是能够实现远程启动 、网络唤醒等功能 。 以往 源都是 机械 开关来开机 、 关机 ， 从 准开始改 为软开关 ， 而实现软开关就是依靠 +5路电压输出 ， 只要有 +5压存在 ，电脑就能够实现远程启动或网络唤醒功能 。 所以 +5 也就是说系统在关闭后 （ 没有切断电源的情况下 ） 还存 在这种 +5V 的电压 。 需要特别提醒大家的有两点 ： 第一是在有些系统在待机时无法唤醒 ， 或者待机时硬件莫名烧毁 ，往往就是电源 +5 所以大家在购买电源的时候一定要重视 ， 不要去选购那些非常差的电源 。 第二是在没有切断主机电源的时候 ， 千万不要插拔内存的 备 。 因为即便是在关机状态下 ， 由于 +5 如果此时您插拔内存等 备 ， 就容易烧毁这些设备 。 +5A， 随着 对 +5 12V 12V 在 构和 构中做 占的地位都比较高 ， 这主要是因为较高的电压动力比较强一些 。 +12V 使用黄色的线材 ， 主要用于驱动各种驱动器的电机 、 散热风扇 、 主板连接设备等 。 电脑中各个配件功耗的增加使得 12V 成了重中之重 。 以及 务器电源上有多路 +12 使用 +1212+12进行区别 。 用的线材为蓝色 ， 一般用于某些对电流要求不高的串口放大电路 ， 通常出电流小于 1A。 热 散热是电源的重要作用 。 电源风扇是一个主动散热设备 ， 它抽出机箱中的热空 气 ， 从而使箱子内的气压降低 ，机箱外的冷空气在压力差的作用下进入机箱 ， 冷却各种配件 。 当电源风扇 出现故障 ， 或者电源风扇散热效果差 ， 会导致机箱内部温度升高 ， 有可能会引起 者显卡 、 硬盘因为过热而死机 。 采用不同风扇结构的电源 ， 对系统的散热效果也是不一样的 。 电脑电源入门标准教材 第一版 主编 孟庆宏 第 12 页 传统的电源 散热标准提出的就是这种散热方式 ， 它主要是由一个 8格风扇将机箱和电源内部的热量带到机箱外 。 但这种风扇对于 散热没有太多帮助 ，不过 ， 对于光驱所产生的热量 ， 有良好的排出效果 。 大风扇散热 技术看起来相当完美 ， 像我们前面说的那样 ， 一方面大规格的风扇转速不高就可以带来更大风量 ， 另一方面转速的降低也减小电源的 噪音 。 也因此 ， 新一代的电源纷纷采用了这种散热技术 ， 甚至有的电源采用了静音效果更好的 14大风扇 ！此外 ， 大风扇可以辅助 热 ， 但是 ， 对于光驱所产生的热量 ， 不能很好地吸收 。 电脑电源入门标准教材 第一版 主编 孟庆宏 第 13 页 双风扇 散热方式应用也比较广泛 ， 其散热的方法是先由电源一个底面的风扇从机箱内向电源内部吹风 ， 然后由一个换气风扇将其热量带走 ， 从而保证 电源内部的散热 。这种散热方式也比较依赖向外排风的风扇 ， 另外两个风扇的噪音也比较大 。 离 隔离是电源的一个重要作用 。 电源如同一个纱窗 ， 把电脑主机与外部电网分离开来 ， 防止外部电网与主机的相互影响 。 市电中有很多不稳定因素 ， 会通过电源传递到电脑主机中 ， 同时 ， 电脑主机也会产生一些电磁辐射 ， 影响到外部电器的使用 。 电源主要对传导干扰与电磁辐射起隔离作用 。 传导干扰 ： 是一种有线的干扰 。 传导干扰是用来衡量电子产品在运行过程中对整个电网发送电子干扰信号大小的一个概念 。 所有的电子产品在用电时都会对电网发出干扰信号 ， 如 果干扰信号过大 ， 就会影响整个电网的用电质量 ， 从而干扰到其他电器的正常运行 。 因此 ， 大多数国家对电子产品的传导干扰指标都有一个硬性的规定 ， 禁止传导干扰过大的产品生产 、 销售 。 电磁辐射 ： 是一种无线的干扰 。 电脑内部的配件以及电源内部的元件在运行过程中 ， 会产生一些电磁辐射 。 这些电磁辐射需要被机 箱以及电源所吸收 ， 一旦泄露到主机外面 ， 就会对人身造成一定的伤害 ， 也会影响一些设备的使用 ， 如手机辐射 ， 会影响到显示器的使用 。 三 、 电源的分类 （ 学习程度 ： ） 源 范是 1995 年 司制定的新 的主机板结构标准 ， 是英文 （ 缩写 ， 可以翻译为 展标准 ， 而 源就是根据这一规格设计的电源 。 目前市面上销售的家用电脑电源 ， 一般都遵循 范 。 源 源是也就遵从 准设计的 源 ， 不过 源兼容了 术 ，其工作原理与内部结构基本相同 ， 输出标准与目前的 范一样 ， 也是像电脑电源入门标准教材 第一版 主编 孟庆宏 第 14 页 范一样采用 24头 。 源主要是在原 范的基础之上衍生出 2V、 2V、 2 其中 2V 是既有规格 ， 之所以这样是因为 电源可以直接用于标准 箱 。 用于系统总容量在 10 15 升的机箱 ； 这种电源与以前的电源虽然在技术上没有变化 ， 但为了适应尺寸的要求 ， 采用了不规则的外型 。目前定义了 220W、 240W、 275 其中 27512 而 适用于系统容量 6 9 升的机箱 ， 目前有 180W 和 200W 两种规格 。 不是一个革新性的电源标准 ， 虽然 司大力推广 ， 但因为支持的厂商太少 ， 因此 ， 现在已经很少提及 。 T 电源 95 年之前的电脑 ， 基本上都使用 源 。 此类电源只有四路输出 ： +5V、 +12V、 T 输出电压 +5V、（ +12V、 +55V、 +12V、 无 +5关方式 软开关 。 关机后电源有+5 机械开关 。 关机后彻底断电 。 功率计算 不能累计各路相加 各路输出累计相加 应用范围 家用电脑 目前仅用在部分工业计算机中 源的输出线材 源的开关线 源 服务器电源的一种规范 ， 在 场 广泛应用 。 电脑电源入门标准教材 第一版 主编 孟庆宏 第 15 页 源主要有两大类 ： 塔式服务器电源与机架式服务器电源 。 安装在普通机箱中的 源是塔式 ， 而安装在机架式机箱中的 源为机架式 。 塔式服务器电源的外观尺寸与普通家用电源一样 ， 多数采用两个 8 厘米风扇散热 ，如航嘉的磐石 500、 极能 8688 等 。 机架式服 务器电源应用在机架式服务器机箱中 。 机架服务器是一种外观按照统一标准设计的服务器 ， 配合机柜统一使用 。 机架服务器的宽度为 19 英寸 ， 高度以 U 为单位(=寸 =米 )， 通常有 1U， 2U， 3U， 4U， 5U， 7 务器电源规范所定义的主输出接口是 24范就是来源 于范 。 四 、 电源的基本参数 （ 学习程度 ： ） 压 入电压 就是市电电压 。 国内电压是 220V， 但电网电压并不是时刻稳定在 220V， 而是有一定的波动 。采用被动 电源 ， 可以适应的电网电压一般是在 180264V 之间 ， 当 电压突然降低到 180V 以下时 ， 电源会出现重新启动的现象 ； 电压偏高 ， 则会导致电源保险烧毁 。 电脑电源入门标准教材 第一版 主编 孟庆宏 第 16 页 部分电源可以承受电压的缓慢下降 ， 甚至电压缓降到 180V 以下时 ， 也可以正常工作 ， 但此时电源的负载能力也将下降 ， 难以达到额定功率的输出 。 采用了主动 路的电源 ， 适应电压可以 扩大到 90264V， 在此区间均可正常使用 。 需要指出的是 ， 不是所有主动 源 ， 都是宽电压设计 。 出电压 就是电源输出给电脑使用的直流电压 。 源输出的直流电压有 +5V、 +12V、 +5+ 同样 ， 电源所输出的直流电压也会有一定的波动 。 我们 允许输出电压有一定的波动 ， 但不能超过 界定的范围 ， 正电压允许在基准值上下 5%之内波动 ，而负电压允许在上下 10%之内波动 ， 如 +5V 的正常范围是 而 正常范围是 输出 基准电压 正常允许范围 +5V 12V 512V 求电源在空载 、 轻载 、 典型负载与满载状态下 ， 各路输出电压均在允许范围内 。 当超过此范围 ， 电脑运行就有可能出现问题 。 检测电源的输出电压需要使用万用表等设备 ， 软件检测的结果往往并不精确 。 电源输出电压的稳定性 ， 是电源的一个重要指标 ， 但绝不是判断一款电源优劣的唯一指标 。 电源性能指标非常繁多 ， 电压的稳定性只 是其中一项 。 只要电源输出在合理的范围内 ， 对电脑配件都不会造成负面影响 ， 这时电压的波动范围在 1%和5%的意义是一样的 ， 过分地关注波动的大小是不必要的 。 但波动的相对大小 ， 侧面反映了电源的负载能力 ， 波动率相对越小的电源 ， 其实际的最大