电源

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计算机电源单元（英文: PC Power supply unit，通常直接称为电源，简称PSU或电源）. 香港也称为火牛，（又称电牛，电源供应器，源于变压器的早期形状（如牛）. ，是计算机的电源转换型电源（不同于电池供电的电源），负责将标准AC电源转换为低压稳定DC电源，以供计算机中的其他组件使用. 当前，通用计算机电源是开关电源，输入电压会自动适应用户所在位置的电源参数（有些产品可能需要用户调整电压开关）.

目前，常用的ATX PC电源的输入电压通常在100V至250V之间. 输入交流频率为50Hz或60Hz，并输出三个稳定的12V，5V和3.3V直流电压. 最新的ATX规范是2008年中期发布的ATX版本2.31.

中文名称

电源

外语名称

PC电源单元

功能

为电子设备供电的设备

说明

另一个备用电源替换了其电源

功率分类

化学电源，线性稳定电源等

计算机电源单元（英文: PC Power supply unit，通常直接称为电源，简称PSU或电源）. 香港也称为火牛，（又称电牛，电源供应器，源于变压器的早期形状（如牛）. ，是计算机的电源转换型电源（不同于电池供电的电源），负责将标准AC电源转换为低压稳定DC电源，以供计算机中的其他组件使用. 当前，通用计算机电源是开关电源，输入电压会自动适应用户所在位置的电源参数（有些产品可能需要用户调整电压开关）.

目前，常用的ATX PC电源的输入电压通常在100V至250V之间. 输入交流频率为50Hz或60Hz，并输出三个稳定的12V，5V和3.3V直流电压. 最新的ATX规范是2008年中期发布的ATX版本2.31. [1]

计算机的电源从墙上插座获得的交流电转换为计算机处理器和设备所用的低压直流电. 由于不同组件所需的电压不同，因此电源需要提供多个直流电压. 并且计算机中的每个组件都需要稳定的连续DC电压，因此电源必须配备稳压器/稳压器（稳压器），以提供准确且稳定的电压值，以确保计算机组件的正常运行. “电源轨” /“电源轨”（电源轨）或“电压轨” /“电压通道”（电压轨）通常是指电源提供的各种电压值. 尽管该词汇表经常用于电气工程，但是许，尤其是计算机爱好者，在接触并深入了解PC电源时会遇到这些术语.

第一代微型计算机和家用计算机的电源是一种线性电源，它由重型降压变压器，整流器，滤波器组件和稳压器组成. 现代计算机使用开关电源（SMPS）: 直接对电源进行整流和滤波后，它是由高频开关设备（例如功率级BJT或功率级MOSFET）和铁氧体磁芯组成的隔离型. 降压变压器将DC-DC转换设备降低为几种DC电压，然后通过稳压和滤波设备输出计算机的电能. 开关模式电源比等效的线性电源更轻，更便宜，更高效.

许多计算机电源还配备了短路保护，过载保护，过压保护，欠压保护，过流保护，温度保护等功能，以确保电源及其电源设备的正常稳定运行，许多其中保护功能被列为行业标准. 此外，某些功率更高的电源还将配备无源（无源）或有源（有源）功率因数校正（PFC）技术，这已成为行业标准. 无源功率因数校正通常使用电感电容补偿电路或谷值填充电路来实现. 功率因数通常可以达到0.7至0.9. 有源功率因数校正更为复杂，但可以实现高达0.99的高功率因数. 为了控制电源的加热，对功率转换效率也有较低的限制，例如非正式行业认证的80 PLUS规范认证.

现代电源设备具有待机功能，该功能使计算机可以通过操作系统安全地关闭电源. 由于电源在系统关闭后仍可提供电压，因此只要主板支持，它就可以实现诸如开关按钮触发启动，LAN唤醒启动，计算机键盘和鼠标唤醒启动等功能. 上. [1]

主要文章: AT规范

在最早的日子里，IBM PC的电源提供了两个+ 5V和+ 12V主电压以及两个-5V和-12V负电压. 其中，负电压组提供的功率是相对有限的，仅占电源的很小一部分. 大多数集成电路/芯片在5V电压下工作. 此原始电源可以提供63.5瓦的电能，其中大部分在+ 5V电压轨以下.

+ 12V电压主要用于电动机，例如硬盘驱动器和冷却风扇（包括安装在散热器上的风扇）. 随着诸如磁盘驱动器和光盘驱动器之类的设备的增加，对+ 12V电压轨上的电功率的需求也在增加. 但是，由于大部分功率仍由芯片消耗，因此5V电压轨仍然输出电源总输出功率中最多的电能. -12V电压轨主要为RS-232串行端口提供负电压电源. -5V电压轨为ISA总线上的设备提供了负电压电源，不会在主板的电源上使用.

此外，这些早期的电源设备还将提供一条名为“电源良好”的电缆，以防止数字电路在电源打开后的最初几毫秒内开始运行. 内部电源的输出电压和输出电流都在上升且不稳定. 在这种情况下，仅使电路正常工作是不够的. 当输出电压稳定且正常时可以满足电路的电源需求时，“电源良好”信号将使电源内部的数字电路开始运行，从而能够为计算机供电.

在原始IBM PC电源（5150型）中，XT和AT规格都包括一个线电压电源开关，该开关安装在计算机机箱侧面的扩展位置. 此设计的变化形式出现在某些塔式机箱上. 线电压开关通过短电缆连接到电源，可以根据需要将其设计为电源的可拆卸部分.

一种早期的微型计算机，其电源完全由机械线电压开关控制，可以完全打开或关闭，因此并未考虑在低功耗空载模式下设计节电器. 这些电源通常不能像当前的计算机电源那样具有省电功能（如待机和软关机）或诸如计划的控制和定时控制之类的功能.

由于“常开”设计，当发生短路时，保险丝/保险丝会熔断或破裂，或者带有开关模式的电源会经常断电. 您需要等待一段时间，然后尝试重新启动. 一些电源经常重新启动计算机以发出声音，例如设备的“滴答”声和主板蜂鸣器的蜂鸣声.

主要文章: ATX

在英特尔提出并开发ATX标准电源连接器（于1995年正式发布）的时代，从1994年英特尔发布80486DX4微处理器开始，越来越多的微芯片以3.3V运行. 标准具有三个主要的正电压通道: + 3.3V，+ 5V和+ 12V. 在早期的计算机中，如果芯片需要3.3V电源，那时候的典型方法是将线性稳压器与简单的电路连接，但是串联转换效率较低，可以将其连接到+ 5V电压通道和输出. + 3.3V电压.

ATX连接器为3.3V电压通道提供了多股电缆和相应的电源连接端口. 由于电压较低，导线和连接器上的电压降对+ 5V更为敏感. ATX标准的另一个新增功能是+ 5V SB（待机）电压通道，该通道独立于+ 5V电源电压通道，以提供待机所需的电能. 此外，只要不切断交流电源，即使关闭计算机电源，其他电压通道也会被切断. 在这种情况下，+ 5V SB仍将提供低功率直流电源.

与上一代AT标准相比，ATX标准电源的连接器还将为主板提供电源并提供“软开关”功能. 在ATX标准系统中，由于存在+ 5V SB电压轨，因此前面板上的电源开关被触发器开关代替，该触发器开关连接至母板并提供电源控制信号以打开或关闭主电压通道而不是前部电压在AT标准中，前面板电源开关直接连接到交流电源线. 此外，这种新设计还允许用户通过操作系统等软件提供的关闭功能关闭系统，而在正常的计算机操作下，无需按下前面板的触发开关即可.

随着芯片上的晶体管越来越小，芯片本身也越来越小，这些芯片的工作电压也越来越低. 通常，电路密度最高的芯片（例如中央处理单元）需要的电源最低. 电压. 为了为Intel Pentium处理器和以后的类似微处理器提供低电压和高功率，在主板上引入了电压调节模块. 一些新处理器甚至需要在2V或更低电压下提供高达100A的电流. 如果将稳压模块安装在电源上，则对于距离母板相对较远的电源不可行. 如果这样做，则电源的输出线会太粗而根本无法安装.

开始时，主板上的稳压模块从电源的+ 5V主电压通道获取电源，但是随着芯片电源需求的增加，在相同的条件下需要提供的电能也就越高. 电压，则电流也将更大，因此在低电压下为高功耗芯片提供足够的电能将逐渐成为问题. 为了降低5V电压通道的电源压力，当更饥饿的Intel Pentium 4微处理器发布时，Intel将处理器电压调节模块的工作电源从+ 5V电压通道更改为+ 12V电压通道，并添加了一个附加的4针P4连接器，以满足奔腾4的电源要求. 此新设计被设置为ATX12V 1.0版标准.

现代高性能图形处理器的电源问题也与奔腾4相同，导致许多个人计算机对+ 12V电源通道提供的电源提出了很高的要求. 当年推出高性能图形处理器后，普通的ATX电源5V电源通道出现了电力紧张的情况，并且只能从12V电源通道获得电源总输出功率的50％至60％ . 因此，GPU开发人员更改了电源策略，主要从12V电源通道获取电源，并要求电源在12V通道上具有200至250W（峰值负载，包括CPU和GPU）的电源容量. ，特别是高性能GPU，建议需要500至600W或更高电源的电源. 大多数现代电源的+ 12V电源通道可提供电源（尤其是大功率电源）总输出功率的80％至90％.

由于CPU和GPU的电源需求急剧增加，因此进行了上述电源设计更改. 因此，在组装新计算机并使用较旧的电源为其供电时，+ 12V电源通道的电源功能比电源的整体电源功能更为重要.

一些的制造商，利用这样的情况，很少有用户会注意并了解电源参数的含义，会错误地标记他们生产的劣质电源的参数，例如标记为假高. 额定功率，等等，欺骗买家.

在1990年代至今的常用电源电路解决方案中，+ 12V，+ 5V和+ 3.3V都是从主变压器线圈绕组获得的，并分成三个独立的电源线. 在CPU，GPU和其他硬件以及PCIe设备的主要硬件中将+ 3.3V和+ 5V电源通道替换为+ 12V电源通道和稳压模块后，其使用不再是电源的主要电源输出电源，但很少成为电源的限制因素，通常只要+ 12V电源通道具有足够的电源即可提供. 但是，如果计算机中安装了许多硬盘驱动器或PCI设备，则+ 5V电源通道的负载将非常高. 当+ 5V电源通道过载时，如果功率较低，则将使用更简单的线性稳压器+ 12V. 从电压通道获取电源，然后将其降至硬盘驱动器或PCI设备的+ 5V. 大功率时使用开关稳压器.

后来，电源行业，行业协会和其他组织已相继发布了有关电源转换效率的认证标准. 为了追求高转换效率，一些ATX电源，除了+ 5VSB通道外，主变压器统一只制成+ 12V输出通道，此外还配有适当的非隔离DC-DC模块和其他电压调节设备从+ 12V输出通道取电，将12V电压分别转换为+ 5V和+ 3.3V通道的5V和3.3V电压值，以减少变压器损耗以提高转换效率.

入门级电源规范（EPS）电源是为高功率计算机和入门级服务器设计的，不能简单地理解为低功耗计算机供应商的电源. 此电源标准由服务器系统基础结构（SSI）制定. SSI与Intel，Dell Computers，Hewlett-Packard Computers和其他设计和制造服务器的公司有关. 目的是为服务器制定行业标准. EPS标准源自ATX标准. EPS标准规范的最新版本是2.93.

EPS标准为恶劣的服务器工作环境（24小时不间断运行，高温，高容错性等）和相关应用程序提供了强大而稳定的电源环境. EPS标准电源具有一个24针主板电源连接器和一个8针+ 12V连接器，与当前的ATX标准相似，但除此之外，EPS标准还将为渴望满足电源需求的主板系统提供额外的电源. . 提供了两个4针12V连接器，并且需要一个4针电源来提供700至800W的额定电功率. 需要两个4针电源，额定功率超过850W. EPS标准电源原则上与家用计算机和办公计算机中常见的ATX和ATX12V标准主板兼容，但是在机械结构级别上可能存在冲突，主要是12V连接器和较旧的主板. 在主电源连接端口上，连接器可能会从插座中突出. 许多电源制造商都采用8 + 8针和20 + 4针分体设计的连接器，以避免连接器从插座突出的情况. EPS标准的推出以及许多高性能和高功耗硬件的出现，导致从很少使用的-5V电源通道中删除了ATX标准的电源，从而降低了成本和复杂性.

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