一、ATX電源的重要性及其工作原理

　　ATX電源在電腦中所起的基本作用是將220V交流電轉化為電腦所需的直流電，但從原理或設計來講它則包含四個方面：

　?、?/span>將220V交流電與輸出的直流電隔離，同時將220V交流電轉化為供電腦主板和其他設備使用的低壓直流電。

　?、?/span>防止雷擊、尖峰脈沖等外界干擾通過電網(wǎng)影響電腦工作。

　　③開關電源內(nèi)部的元器件在工作時會處于頻繁的開/關狀態(tài)，這樣就會不可避免地產(chǎn)生一些干擾信號，而ATX電源本身應該具備濾除這些干擾信號的功能，以避免對電網(wǎng)中的其他電器設備產(chǎn)生干擾。

　?、?/span>通過電源風扇抽風，降低機箱內(nèi)部溫度，以達到輔助主板、CPU、顯卡、硬盤等配件散熱的目的。

　　由以上幾點足見ATX電源的重要性，所以我們將從ATX電源的原理部分開始，針對其內(nèi)部的重要組成部分進行分析。

　　以市場上常見ATX電源所采用的半橋電路為例，其工作流程為：電源的外接AC電壓經(jīng)過EMI濾波電路濾除各種干擾信號后，通過整流濾波將AC電壓變?yōu)槠交闹绷麟?，?jīng)過開關晶體管的導通與截止，并結合變壓器的隔離及電壓變換作用，最后通過低壓端的整流濾波電路輸出。

　　開關電源的穩(wěn)壓保護過程則是經(jīng)反饋電路從輸出端取樣，再將信號送到PWM（Pulse-Width Modulation，脈寬調(diào)制）電路調(diào)節(jié)開關晶體管的導通與截止時間，從而使輸出電壓穩(wěn)定。各種保護功能是通過對輸出端的電流、電壓的監(jiān)控然后將信號反饋到PWM控制電路從而實現(xiàn)各種保護功能。

ATX電源半橋電路工作流程示意圖 

　　二、拆開電源分析優(yōu)劣

　　從內(nèi)部來看，ATX電源由幾個部分組合而成，這幾部分的有無或優(yōu)劣，將直接影響最終用戶正常使用電腦。

組成ATX電源的重要部分 

　?、?/span>EMI濾波部分 

　　電源的EMI濾波部分主要是為了濾除外界的突發(fā)脈沖和高頻干擾, 同時將其自身產(chǎn)生的電磁輻射削減到最低.ATX電源的EMI部分主要是由濾除共模干擾的電容(圖4中方框圈選部分)、濾除差模干擾的電容（圖4中圓圈框選部分）、扼流線圈等組成。較好的電源其EMI部分通常采用兩部分，一部分在公座上加了一個CE小板，ATX電源的EMI是3C認證中的一個重要檢測項目。優(yōu)質(zhì)電源會采用完整的二級濾波電路。劣質(zhì)電源最有可能在這部分偷工減料，最常見的做法是省掉一級濾波電路或干脆不采用EMI濾波部分，或者濾除差模干擾的電容采用非安規(guī)材料。 

優(yōu)質(zhì)電源輸入座上的一級EMI濾波電路 

優(yōu)質(zhì)電源PCB大板上的EMI二級濾波電路

劣質(zhì)電源的EMI部分及EMI電路，無法通過3C測試

　?、?/span>整流部分和高壓濾波部分 

　　電源通過EMI濾波以后由橋式整流管將其變?yōu)檩^平滑的直流電，然后經(jīng)過高壓電容對其進行高壓濾波。電源橋式整流部分常用的方案有兩種：一種是由四個分立的二極管組成，另一種是將四個分立的二極管集成在一起。后一種方案的優(yōu)點是便于散熱，一般超過300W的電源都采用集成式，其耐壓值至少為600V，ATX電源的高壓濾波一般采用兩個耐壓值為200V的電容。

　　電容的容量直接影響著電源的低壓特性，這個問題在我國顯得尤其重要，因為國內(nèi)大部分地區(qū)的電網(wǎng)并非想像中那么穩(wěn)定。一般在用電比較密集的環(huán)境，電網(wǎng)電壓會由標準的220V降到180V-190V，如電源的低壓特性不夠好，會引發(fā)多種問題，如電腦在用電高峰期會頻繁死機重啟等。一般設計較好的300W電源上，其平滑濾波電容（業(yè)內(nèi)俗稱大電容）的容量應達680μF或更高。劣質(zhì)ATX電源的大電容容量大部分不足，最明顯的是大電容的體積偏小。

優(yōu)質(zhì)350W電源采用1000μF的大電容 

　?、?/span>PFC電路

　　PFC(power factor correction)電路即功率因數(shù)校正電路, PFC補償電路分為兩種，一種是被動式PFC（打開ATX電源機殼會發(fā)現(xiàn)上蓋或下蓋有一類似變壓器的元件），其作用是可以降低電源對電網(wǎng)諧波干擾和電網(wǎng)對電源干擾， 成本較低，可靠性比較高。在網(wǎng)吧與公司這樣電腦集中使用場合中，被動式PFC的效果非常明顯；另一種是主動式PFC電路，其AC部分有一大的環(huán)形電感，此處還大多帶一塊PFC控制小卡。主動式PFC功率因數(shù)高,AC輸入電壓可以設計成100-264Vac，不過相對于被動式PFC而言，其成本較高，可靠性反而不如被動式PFC設計。在國內(nèi)銷售的電源大部分采用的為被動式PFC,其最明顯的特征是含有一個PFC電感。市面上的部分劣質(zhì)電源此部分會采用假PFC電感或根本不做PFC設計。 

PFC電感的外形與變壓器相似 

　?、?/span>開關晶體管 

　　開關晶體管是開關電源中極為重要的部分,它是通過自激式或它激式使開關管工作在“開/關”狀態(tài)。其耐壓程度不小于800V(半橋式其耐壓為400V)，電流應不小于6A，因開關晶體管工作的頻率和反向電壓均較高，為易損部件，而又是開關電源的核心，所以其質(zhì)量的好壞是與電源的質(zhì)量是成正比的。開關管做假的可能性比較小，因為此種開關晶體管沒有一定能力是無法生產(chǎn)的，劣質(zhì)電源最常用的是用舊管，或采用一些雜牌的晶體管來代替。 

電源中的開關晶體管 

　?、?/span>變壓器 

　　在ATX電源中，變壓器的作用是對電源高壓端和低壓端進行隔離，以及電壓的變換（即將高壓轉化為低壓），其電壓變換的比例是根據(jù)變壓器兩邊匝數(shù)的比例來決定的。變壓器的體積越大，其傳送的能量就越多。劣質(zhì)電源的變壓器體積偏小，會導致電源的輸出功率不足，無法滿足設備的需要。 

優(yōu)質(zhì)電源（左）與劣質(zhì)電源（右）的變壓器體積大小對比 

　　⑥PWM控制電路 

　　開關電源的控制保護部分, 是通過反饋電路從輸出端取樣，再將信號送到PWM電路，調(diào)節(jié)開關晶體管的導通與截止時間,從而使輸出電壓穩(wěn)定。各種保護功能是通過對輸出端的電流、電壓的監(jiān)控,然后將信號反饋到PWM控制電路從而實現(xiàn)各種保護功能. PWM控制電路在電源的內(nèi)部構造中為很重要的一部分，此部分做假的可能性較小，而且電路大部分的用料都不算很貴，無做假的必要。但是極少部分劣質(zhì)電源還是會在這里省掉部分保護電路。最簡單的判別方法就是看此部分PCB板上是否存在插件的空位。

　　如果圖中框選部分存在未插元件的空位，則說明該產(chǎn)品在PWM控制電路上偷工減料。 

　?、?/span>其它部分 

　　散熱風扇：

　　ATX電源使用的風扇根據(jù)尺寸分有8025（風扇直徑*厚度，80mm*25mm），12025（120mm*25mm），8015（80mm*15mm，多數(shù)用于Micro機型）。按轉速分有：低轉速（1500rpm左右），中轉速（2500rpm左右），高轉速（3000rpm或更高）。一般扇葉直徑越大其轉速越低，因為其扇葉越大其排風量就越大,在相同的情況下的轉速就可以降低,從而減小運行噪聲.這也是大風扇電源被稱為靜音電源的主要原因。 

　　外殼：

　　ATX電源用外殼多數(shù)材質(zhì)為鍍鋅鋼板（SECC），也有少數(shù)用鋁做外殼。有一些高檔的產(chǎn)品，將外殼進行鍍金或鍍鎳處理的，不僅美觀，還能起到防銹的作用。

　　電源的散熱片：

　　一個設計正常的電源，影響其壽命長短的最大因素就是電源內(nèi)部溫度的高低。散熱片是根據(jù)有些金屬（如銅、鋁等）傳熱較快的原理，由電源中發(fā)熱量較大的元器件（電源的開關晶體和輸出整流管）將熱量傳至散熱片上，再由風扇散熱。常用電源采用的散熱片其材質(zhì)一般為鋁質(zhì)?，F(xiàn)實中只要成本可接受，散熱片的體積越大越好。 

　　三、劣質(zhì)ATX電源的危害

　　使用劣質(zhì)電源對用戶而言危害無窮，具體的危害歸納起來有以下7點：

　?、匐娫瓷峤Y構不好：使電腦工作不穩(wěn)定，造成長時間使用后系統(tǒng)頻繁死機，更嚴重的情況則會燒壞CPU。

　　②功率不夠：電源使用壽命低，內(nèi)部元件過熱，容易造成運行大型圖形軟件或游戲時死機，而且無法帶多個外設。

　?、垭娫礋oPFC電路：可能會造成電腦突發(fā)性死機，重新啟動。

　　④電腦抗干擾性不好：即無EMI也未通過3C認證，容易因雷擊而導致主板和其他硬件損壞；多臺電腦在一塊使用時相互干擾，出現(xiàn)不定時死機重啟的故障。

　?、葜谱鞴に嚧植冢弘娫词褂脡勖婚L，電源工作不穩(wěn)定，PCB焊點一個以上自動錫裂，在經(jīng)過運輸振動之后無電流輸出。

　?、拗饕x用過次：風扇噪聲大，停止轉動后造成電源的元器件因過熱而發(fā)生炸裂，即業(yè)內(nèi)常說的“炸機”。在低溫地區(qū)或高溫地區(qū)電源無法正常工作，電源負載能力變差。并且在AC輸入偏低或偏高的地區(qū)無法使用，易受電子設備在電網(wǎng)中開關機影響。

　?、邿o安全保證：電源漏電或功率大時易發(fā)熱起火。 

　　四、總結

　　如何判斷ATX電源的優(yōu)劣?其實不外乎三個方面：設計、用料、做工。從用料來講，優(yōu)質(zhì) DC/AC線均有束線帶綁扎；AC大電容使用考究，容量充足，一般200W機種使用330UF以上，250W使用470UF以上，300W使用680UF以上的；200W以上的ATX電源應使用ERL-35變壓器。功率器件的散熱片應使用純鋁，且厚度足夠，一般200W電源的散熱片厚度為2～2.5mm，250W電源的為2.5－4mm。從制作工藝來講，電源內(nèi)部各元器件應排列整齊，大體積元件應使用膠水加強固定，元件焊點飽滿，線材排列整齊，元件傾斜度較?。ù笤∮?0度，小元件小于5度），焊接在PCB上的元件引腳長為0.8－2.5mm之間，高發(fā)熱元件套熱縮套管。

　　目前市場對ATX電源的需求正逐步向大功率、多保護（過流、過熱、過壓、過功率）、高可靠、小體積方向發(fā)展。從設計和制造的角度來看，也只有達到以上要求的ATX電源，才算得上可滿足最終用戶需求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。