[分享]分析ATX电源（2）

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ATX电源各路输出功能说明： +5V ：传统的半导体电路供电，驱动各种驱动器的控制电路、主板连接设备、USB外设等，为Socket370及部分Socket-A CPU供电，近两年又增加了为高端显卡供电的用途。因此，在不使用+12V为CPU供电的系统中是负载最重的一路输出。 +12V：传统的直流电机驱动供电，新兴的CPU供电——驱动各种驱动器的电机、散热风扇，部分主板连接设备等。从P4系统开始，由于CPU功耗增大，对供电的要求提高，而增加了4Pin插头提供+12V电压给主板，经变换后为CPU供电；后来鉴于Athlon XP和新Duron CPU的功耗同样不容小觑，部分Socket A主板也采用了这种+12V辅助供电的设计。驱动器较多的系统中，开机时各驱动器电机同步启动，+12V会出现较大的峰值电流，对电源提出了特别的要求——能够瞬时间承受较大的电流而保证输出电压稳定。因此，Intel ATX/ATX12V标准中对+12V还规定了一个较最大电流高约20%的"峰值电流（Peak Current）"。 +3.3V ：传统的信号电压，新兴的芯片供电——经主板变换后驱动芯片组、内存等，驱动主板连接设备、SATA驱动器的部分控制电路等。由于目前应由+3.3V供电的设备中功率最大的中高端显卡多采用外接+5V辅助供电，+3.3V的负载一般较轻，但逐渐普及的SATA设备、新发布的PCI 3.0标准、Intel的ATX/ATX12V 1.3版规范无不表明+3.3V负载的增加乃大势所趋。 +5VSB ：即+5V Standby，是在系统关闭后保留的待机电压，用于对系统唤醒的支持。+5VSB采用一个单独的变换电路，只要输入正常且电源开关闭合，+5VSB就处在工作状态，可驱动待机负载。最初的ATX 1.0标准只要求+5VSB电流达到0.1A，但随着CPU和主板功耗的提高，0.1A已经无法满足系统要求，因此现在的ATX 2.1标准中要求+5VSB电流可达到2A。 -5V ：主要用于驱动某些ISA板卡电路，极少用到，输出电流通常小于1A。 -12V：由于某些串口的放大电路需要用到+12V和-12V，但电流要求并不高，因此-12V输出电流通常小于1A。 目前的大体趋势为：将+5V的负载逐渐分担给+12V与+3.3V，减少功耗与损耗的同时平衡各路的负载分配，延长目前ATX电源设计方式的"寿命"。 ATX电源的知识及使用 本文作者：陈忠民 电源在PC的价格构成中仅占很小的比例，却关乎机器的运行质量和寿命。品牌机为了确保产品质量，都非常重视电源的配置。那么DIY一台PC，应该如何选择电源，又如何排除使用中所出现的各种问题呢？ ATX电源的质量指标 ATX电源的生产厂家不同，性能上会有很大的差异。劣质电源是PC的灾难，DIYer在选择时可要睁大眼睛。 1.功率 典型的多媒体微机主机的实际功率不足100W。不过通常需要为整机保留一定的余量，这样做的目的一是为了满足日后添加新设备之需，二是因为在计算机启动时需要的功率比平时要大一些。因此，真正200W的电源就能满足要求了。 一般来说，电源的型号和它本身的真实功率生产厂家是很清楚的，但普通消费者在买电源时不要想当然地为型号后面的数字所迷惑。例如有人以为YH-2503C型电源的功率是250W，但实际上是200W，而不是250W。还应注意功率指标名称上的差别，有"平均功率"、"最大功率"、"额定功率"多种说法，看清楚具体是哪一种。 2.输出电压稳定性 ATX电源的另一个重要参数是输出电压的误差范围，通常对+5V、+3.3V和+12V电压的误差率要求为5%以下，对-5V和-12V电压的误差率要求为10%以下。输出电压不稳定，或纹波系数大，是导致系统故障和硬件损坏的罪魁祸首。 ATX电源的主电源基于脉宽调制（PWM）原理，其中的调整管工作在开关状态，因此又称为开关电源。这种电源的电路结构决定了其稳压范围宽的特点。一般地，市电电压为220±20%波动时，电源都能够满足上述要求。　　可将市电通过调压器接到开关电源输入端，在输出端所接假负载不变的情况下，调节调压器输出电压在180V至260V之间变化，对电源输出电压进行测量。正常情况下，输出端±5V电源变化应在±0．2V以内，±12V电源变化不应超过±0．5V。 3．纹波电压 纹波电压是指电源输出的各路直流电压中的交流成分。作为计算机的供电电源，对其输出电压的纹波有较高的要求。纹波电压的大小，可以使用数字万用表的交流电压档很方便地测出，测出的数值应在0．5V以下。 4．可靠性 衡量一台设备可靠性的指标，一般采用MTBF（Mean Time Between Falure，平均故障间隔时间），单位为"小时"。电源设备工作可靠性，参照品牌PC的相关质量标准，其MTBF应不小于5000小时。 一些商家为了节约成本，将构成EMI滤波器的所有元件都省去了，平滑滤波器的电容容量和耐压不足，元器件在装配之前也没有经过必要的筛选程序，电路制作工艺粗糙，以致电源产品故障率很高。 常年持续工作的场合所使用的服务器或工作站，除了要选择高稳定性、高可靠性的电源之外，还应采用具有热插拔特性的电源，以实现不停机维修。 5．安全和质量认证 为了确保电源使用中的可靠性和安全性，每个国家或地区都根据自己各自不同的地理状况和电网环境制定了不同的安全标准。通过的认证规格越多，说明电源的质量和安全性越高。现在电源的安全认证标准主要有FCC、UL、CSA、GS和CCEE认证等。电源产品至少应具有这些认证标志之一，有了这些认证标志的产品，算是可以信得过的。 中国电工产品安全认证委员会（简称CCEE）是我国唯一的电工产品安全认证机构。CCEE认证是电工产品的强制性认证标准，即凡是在我国市场上销售的电子产品都必须被强制通过这一认证。CCEE认证为白底绿色图案，由代表中国和长城的符号组成，所以CCEE认证又被称为长城认证。凡经过认证的产品，都可以按照机壳上的认证号在CCEE的网站http?//www．ccee．com．cn上查询到，这样可以帮助用户辨别真伪。 此外，可打开电源盒盖看其内部的做工是否讲究，如果电路板上有些地方空着，或用电线短接，定是偷工减料的劣质品。相比之下，在信誉好的大商店购买的产品，一般比较令人放心。 劣质电源的平时表现 一些劣质电源表面上看起来工作挺正常，并没有什么故障，但却"暗藏杀机"，使机器出现一些莫名其妙的故障。劣质电源的危害，通常表现在以下几个方面： ·死机、程序出错、音箱中有杂音 原因是电源中省去了EMI滤波器（电感、电容等），抗干扰能力极差，来自电网的任何干扰都会使机器的正常运行受到影响。 ·导致硬盘出现坏道 原因是平滑滤波器电容容量小，输出直流电压纹波大，导致硬盘转速不稳和磁头抖动，使得磁头与高速旋转的盘片碰撞。 ·光驱读盘能力差 原因是电源功率不足，主要是开关管、开关变压器、整流二极管等器件功率小。光驱读盘时，主轴电机启动，使整机电流突然增加，如果电源功率不足，就会使供电电压（＋5V和＋12V）降低，导致光驱中的控制电路工作失常。 故障诊断 采用ATX电源的计算机系统出了故障，要从CMOS设置、Windows中ACPI的设置及电源和主板等几个方面进行全面的分析。硬件方面，为了区别故障在负载上还是在电源本身，可以将电源拆卸下来，用一台报废的设备（如硬盘等）作假负载，以免出现空载保护。在PS－ON信号线（绿色）与地线之间接入一只100～150Ω的电阻，使该信号变为低电平。如果电源可以工作，说明故障在主板或电源按钮（Power Button），否则故障在电源自身，只有更换电源自身，只有更换电源了。 根据计算机维修中"先软后硬"的原则，首先要检查BIOS设置是否正确，排除因设置不当造成的假故障；第二步，检查ATX电源中辅助电源和主电源是否正常；第三步，检查主板电源监控电路是否正常。下面根据故障的不同表现，分别介绍分析和处理的方法。【故障一】　无法开机 用万用表测量+5VSB，如果该电压值正常且稳定，而主板反馈信号PS-ON始终为高电平，则可能是主板上的开机电路损坏，或电源启闭按钮损坏；如果上述两者均为正常而主电源仍无输出，则可能是开关电源主回路损坏，或因负载存在短路或空载而进入保护状态。
【故障二】 无法关机
关不了主机，有以下几种现象和原因：
①BIOS中设定关机时有一定的延时时间（Delay Time），关机时需要按住电源按钮，保持数秒钟，才能将机器关闭。不能实现瞬间关闭，是正常现象，不是故障。
②电源按钮失灵。这种情况下，不仅不能关机，开机也会有问题。
③主板上的电源监控电路故障，PS-ON信号恒为高电平。
④关不了键盘电源（键盘的Num Lock指示灯在主机关闭后是亮的）。有些机器允许使用密码通过键盘开机，键盘上的Num Lock灯在关机   后仍亮着，是正常现象。
⑤关不了显示器。如果显示卡或显示器中有一个部分不支持DPMS（显示器电源管理系统）规范，在主机关闭后显示器指示灯亮，屏幕上仍有白色光栅，也属正常现象。
【故障三】 自行开机
自行开机故障有以下两类：
第一类在BIOS设置中将定时开机功能设为"Enabled"，这样机器会在所设定的某个日期的某个时刻，或每天的某个时刻自动开机。某些机器的BIOS设置项中具有来电自动开机功能设置，如果选择了来电开机，则在插上交流电源后，机器便会启动。应该说，出现这些问题，并不是真正的故障，而是用户不了解机器所具有的这些功能。
第二类是BIOS中关闭了定时开机和来电自动开机功能，机器只要接通交流电源还会自行开机，这无疑是硬件故障了。硬件故障有3种原因：第1种是电源本身的抗干扰能力较差，交流电源接通瞬间产生的干扰使其主回路开始工作；第2种是+5VSB电压低，使主板送不出应有的高电平，而总是为低电平，这样机器不仅会自行开机，还会关不掉；第3种是来自主板的PS-ON信号质量较差，特别在通电瞬间，该信号由低电平变为高电平的延时过长，直到主电源准备好了以后，该信号仍未变为高，使ATX电源主回路误导通。
【故障四】 休眠与唤醒功能异常
休眠与唤醒功能异常表现为：不能进入休眠状态，或休眠后不能唤醒。出现这些问题时，首先要检查硬件的连接（包括休眠开关的连接是否正确，开关是否失灵等）和PS-ON信号的电压值。进入休眠状态时，PS-ON信号应为低电平（0.8V以下）；唤醒后，PS-ON信号应为高电平（2.2V以上）。如果PS-ON信号正常，而休眠和唤醒功能仍不正常，则为ATX电源故障。
需要提醒读者，进入夏季后，为了预防雷击，对ATX结构的计算机，如果用户长时间不使用，又不想进行远程控制，建议将交流输入线拔下，以切断交流输入。
【故障五】 零部件异常
有经验的维修人员，在遇到主板、内存、CPU、板卡、硬盘等部件工作异常或损坏故障时，通常要先测量电源电压。正常的工作电压是电脑可靠工作的基本保证，而很多莫名其妙的故障都是电源惹的祸。
一台机器发生了找不到硬盘的故障，通过对比试验，确信硬盘是好的。判断为主板上的IDE接口损坏，于是找来老的多功能卡，插在主板的空闲ISA插槽，连上硬盘试验，仍然找不到硬盘。测量电源电压，+12V电压只有10V左右。在这样低的供电电压下，硬盘达不到额定转速，当然不能工作。换一台ATX电源，故障排除。

DIYer切记，如果发生了部件损坏的情况，要在确信电源没有问题后，才能换上新的部件。否则，可能会犯"被同一根绳子绊倒两次"的愚蠢错误。