PC电源入门详解图文(9)_大漠孤烟_百度空间

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P4以前及部分Socket-A CPU供电,近两年又增加了为xx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Pentium 4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{zd0}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{zd0}的中xx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。

  如今CPU的功耗较几年前提高了一个数量级,利用+12V更高的电压可以减少电流过大时导致的线路损耗,由其为CPU供电乃大势所趋。故而,在选择电源时应根据主板为CPU供电的方式不同,而特别注意电源的+5V或+12V的输出负载能力。题外话:只要不是特别低端的系统,其它方面相当的产品,采用+12V为CPU供电的主板较采用+5V供电的主板总是更好的选择。随着制造工艺的进步,半导体芯片的集成度越来越高,工作电压越来越低,由+5V转而使用+3.3V驱动各种芯片的技术条件已经成熟,同时更是为了解决日益严峻的功耗问题。可惜事情并非如此理想:+5V刚刚有望把CPU与PCI设备的重担交出去,又背上了一个重量级的包袱——显示芯片。显示芯片的制造工艺、集成度、功耗都已经达到了CPU同等的水平,对电源也提出了更多挑剔的要求。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”。

分类xx:
  我们根据各类电源不同的市场目标定位,分别提出了重点考察项目:

  主流:作为市场最广、用户最多的一类电源产品,选择的标准也往往xx于“功率实在、输出稳定、价格便宜”,并没有其它附加要求;因此,针对此类电源的重点考察项目定为“功价比”——抛开了静音、外观、辅助散热、附加功能等特性,所要求的便只有实惠的价格与可靠的质量。

  静音:逐渐成为PC领域的一大趋势。当时代发展到一般的配置也能满足各种需要的时候,玩家们不再执着于向人展示豪华的配置;相反,能够令拥有强悍性能的PC默默工作成为了一种更高的“境界”。为了减小工作噪音,静音型的系统一般都不配有机箱风扇,此时机箱内的空气流动便xx依靠电源的导流作用;因此,一款噪音不大却提供不错风量的电源可能更加有利于降低系统整体噪音。静音类电源重点考察项目定为“工作噪音”,辅xx察项目为辅助散热能力——在保证自身及辅助散热,且功率够用的基础之上,工作噪音越低越好。

  xx:与主流型产品的用户不同,许多玩家愿意投入更多的资金选择xx型电源。他们除了需要更高的功率,还希望能够得到不错的静音效果以及其它附加功能。若仅以单项表现作为评判标准未免有失偏颇——以功率、输出品质为主,综合考察包括外观、工作噪音、附加功能在内的整体表现。

  服务器:服务器与一般PC机的{zd0}区别在于其需要长时间连续工作,对电源长期(24*7*52)工作的稳定性提出了更高的要求。根据这种特点,我们将服务器类电源的标称值100%负载测试时间延长了一倍——令其连续满负荷运行2小时以上,在测试进行1小时与2小时分别记录输出电压、内部温度、表面温度、出口风温等数据,并进行对比,判断长时间运行稳定性;记录下4路主要输出波形,与标称值70%负载测试中的波形进行对比——考察其长时间满负荷运行状态下的输出稳定性。

负载测试(Load Test)

  负载测试主要衡量电源的持续输出性能。在这个测试里我们要衡量电源在各种输出组合下各路电压偏离额定电压的程度。

  负载测试最基本的内容是看电源在正常的负载组合内能否达到标称的额定功率。一般负载组合的确定要参考电源标称的各路功率分配方式以及Intel电源指南的建议分配方式。最基本的要求是室温下能在额定功率下持续工作,不出现烧毁、故障、过载保护及异响、异味。一个更加严格和规范的及格要求是在50度温度环境内(或者40度,如果电源声称其额定功率以此温度为准的话),持续工作,关键元件的温升不超出安规规定范围,各路输出电压值和纹波峰峰值(Vp-p)不超过规定值,即偏离分别不超过±5%和纹波Vp-p值不超过电压的±1%。高温环境可以通过恒温箱(Incubator)获得。


超频网上一代负载测试模组,目前已经升级为功率更高的测试平台,但原理仍然一样。



二、交叉调节性能测试(Cross Regulation)

  交叉调节性能测试,交叉负载测试,也称拉偏测试,测试的是电源在负载偏重于+5V、+3.3V且+12V较轻,或偏重于+12V且+5V、+3.3V较轻时的输出情况,同样可以考察电压调整率、输出纹波、效率等指标。

三、转换效率、温升、风扇转速与噪音(Efficiency、Temperature Rise、Fan Speed、Noise)

  转换效率、温升、风扇转速与噪音测试有了合适的仪器就相对容易做。


红外测温仪



四、纹波与杂讯测试(AC Ripple and Noise)

  开关电源因其工作方式,输出电压会有周期性的小幅波动,幅值一般是几十毫伏,称为纹波(Ripple)。此外输出中还会掺杂着随机变化,称为杂讯(Noise)。这些是叠加在输出电压上的交流分量,是我们不想要的。芯片对纹波有一定的耐受能力,幅度过大可能引发错误,而纹波作用在声卡模拟放大电路会影响到音质。纹波和杂讯是交流小信号,需要用示波器在输出端测量。


数字示波器显示的波纹



五、瞬态性能测试

  瞬态性能指的是负载快速变化时电源输出受负载变化影响产生的波动,一般需要专门的仪器来测试。HardOCP网站是头一个在评测中引入瞬态性能测试的网站。具体的做法是将一个瞬态负载发生器接为电源的负载,它可以在+12V或者+5V产生一个短时间的额外负载(+12V 9.25A或+5V 3.75A),持续时间可以设定为10ms、100ms或1s。在负载变动后的短时间内输出电压会跌落到低于预定值的水平并逐渐恢复到预定值,这个电压波形可以被示波器记录下来。
 
  瞬态性能测试的要求是在测试过程中电压偏离额定电压的程度不得超过±5%的限制,和负载测试一样。在这个基础上当然偏离越小越好。我们更关心加负载瞬间电压跌落的幅度,通常是12V在100多mV到数百mV,5V在数十到100mV。

  专业的瞬态性能测试设定请参考Intel的电源设计指南文档。

六、外观描述/规格描述/线材粗细长度和种类/做工(物理规格描述)

  物理规格描述通常出现在电源评测的{dy}部分,给玩家一饱眼福。通常说来要关心的是以下这几点。

  电源长度、重量和散热风扇、散热孔的位置、电源的标签/线材种类、粗细和长度与电源内部做工。


ZM750-HP模组化接线


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