PC電源的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1、PC電源的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)PC電源的技術(shù)指標(biāo)一、電氣性能電氣性能方面業(yè)界一般采用Intel的ATXPowerSupp 1 yDesignGuide和SFXPowerSupp 1 yDesignGuide,這里還可參考公司標(biāo)準(zhǔn)“微機(jī)用開關(guān)穩(wěn)壓電源”，其它的見以下的“電源應(yīng)符合的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范：這里只介紹一些常用的基本技術(shù)指標(biāo)。交流輸入:1 . 1相數(shù)：PC電源現(xiàn)在采用的是單相3線制，即火線、零線和大地線。定輸入電壓和電壓變動(dòng)范圍:曰本配電電壓有AC100V和200V,美國是ACI10V,歐洲是否AC200V240V,不同的地區(qū)和國家有差異，變動(dòng)范圍一般是10%.但考慮配線和各國不同的電源情況，其變動(dòng) 范圍多

2、為13% +10%。開關(guān)電源幾乎都以電容輸入平滑方式作輸入方式，所以會(huì)出現(xiàn)由高諧波失真引起的電壓波動(dòng)的問題，不過一般可用正弦波保證上述范 圍，輸入電壓失真大時(shí)要標(biāo)明。曰本出口設(shè)備的輸入電壓多采用AC85廠132V（向AC100V120V地區(qū)出口）和AC170廠264V（向AC200V240V地區(qū)出口）兩種，以適用 于世界各國， 中國國內(nèi)輸入電壓為AC180廠264V,出口電源的輸入電壓 均采用AC85廠135V（向AC100V120V地區(qū)和國家出口）和AC180V264V（向AC200廠240V地區(qū)和國家出口）兩種，當(dāng)然，也有特 殊地區(qū)和國家的輸入電壓范圍，要作相應(yīng)的輸入電壓設(shè)計(jì)線路了。為了方

3、便生產(chǎn)和安裝，對于使用不同輸入電壓的地區(qū)和國家，電源統(tǒng)一在輸入線路部分安裝了切換開 關(guān)，作以上兩種輸入電壓的切換，這就要求，必須明白 出貨地點(diǎn)的輸入電壓規(guī)格，以免出錯(cuò)，同時(shí)，對于安裝 了此切換開關(guān)的電源，一般要求在輸入線路中安裝輸入 電壓異常保護(hù)器件-吸收器件（如壓敏電阻、負(fù)溫電阻等），以保護(hù)后面線路的正常，從而保護(hù)電源所接 機(jī)器設(shè)備的安全。1 . 3頻率:一般輸入電壓頻率為47Hz、63Hz, PC電源對頻率變動(dòng)范圍等特性影響不大，但要注意因增加輸入濾波器的電容電流和輸入整流二極 管的損耗會(huì)使效率下降以及EMI指標(biāo)等問題。1 4輸入電流:電源輸入電流的最大值發(fā)生于輸入電壓的下限和輸出電壓電流

4、的上限，因此，要在輸入插座前標(biāo)明該條件下的輸入電流有效 最大值，為了避免發(fā)生這種不良情況，PC電源特在輸入電壓線路后加保險(xiǎn) 絲/管，作輸入電流的保護(hù)功能，當(dāng)然，保險(xiǎn)絲/管熔斷的最大電流值小 于此電源輸入電流的最大值。額定輸入電流是輸入電壓和輸出電壓在額定 條件時(shí)的電流。1 . 5輸入浪涌電流限制:有的表現(xiàn)為脈沖電壓，這是輸入電壓的波形以1分鐘以上的間隔按規(guī)定的次數(shù)外加上一定的浪涌電壓（如三個(gè)電網(wǎng) 周期），共同產(chǎn)生的電流對電源和外接機(jī)器設(shè)備的影響，以避免發(fā)生絕緣 破壞、閃爍、電弧等異常現(xiàn)象。1 6抗擾度:只要是用電裝置，都會(huì)對周圍產(chǎn)生不同程度的電磁和輻 射干擾，電源工作時(shí)，所產(chǎn)生的靜電放電、電壓

5、快速瞬變、射頻/工頻 電磁場對用電機(jī)器設(shè)備的抗擾程度，也經(jīng)常所說的電磁干擾，所包含的內(nèi) 容很多，如電磁傳導(dǎo)，中國的電磁傳導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)是CCEET長城認(rèn)證A級和B級等等，不同的國家有具體的標(biāo)準(zhǔn)，以及測試和檢驗(yàn)方法，后面會(huì)講到此具 體內(nèi)容。1 7沖擊電流:沖擊電流系輸入電壓按規(guī)定時(shí)間間隔接通或斷開時(shí)，輸入電流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前所通過的最大瞬時(shí)電流（即0 P峰值），PC電源輸入接通和輸出電壓上升時(shí)兩種情況。 它受輸入開關(guān)等容量的限 制， 一般是20A到50Ao其測試的目的與前面所講的輸入浪涌電流限制有 些相同。1 8漏電流:漏電流是流經(jīng)輸入地線的電流，在電源中主要是通過靜 噪濾波器的旁路電容器泄漏電流，漏電流

6、規(guī)范是為防止觸電危險(xiǎn)而根據(jù)IEEC等各國安全標(biāo)準(zhǔn)和機(jī)器設(shè)備類別制定的，但也考慮到在機(jī)器設(shè)備中的 使用，一般多規(guī)定為1mA.不執(zhí)行各國安全標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需確定測定條件（因 高頻部分也有電流通過）。1 . 9效率：一種指輸入輸出額定的輸出功率除以輸入有效功率所得 的數(shù)值。雖說因輸出電壓、電流和功率因數(shù)及開關(guān)方式而異，但一般PC電 源在65% 80%左右，其變化也受輸入和輸出的可變條件影響，故也 要注意機(jī)器設(shè)備的散熱等情況，一般按輸入電流確定。另一種為能源之 星，輸出負(fù)載為最小時(shí)，輸入功率不能大于一定數(shù)值（如30W等）。1 10功率因數(shù):有關(guān)此方面的內(nèi)容，請看后面詳細(xì)講到的“諧波電 流、功率因數(shù)及PC電源

7、的PFC技術(shù)”，這里就不再多贅述了。2、直流輸出：名詞解釋:A.輸出端的直流電壓的公稱值稱為額定輸出電壓，對于其公稱電壓規(guī)定有精 度與紋波系數(shù)等，B.額定輸出電流（也叫負(fù)載）是指輸出端供給負(fù)載的最大平均電流。根據(jù)電 源分類和采用的線路不同， 多路輸出電源中某路輸出電流増大時(shí)， 另路某 組電壓會(huì)有變化 （減小或増大），一般PC電源，多是在初級側(cè)允許功率 范圍內(nèi)，増大次級側(cè)各路輸出功率。C.穩(wěn)壓精度也稱輸出電壓精度或電壓調(diào)整率，輸出電壓變動(dòng)有多種原因，以 下項(xiàng)就可能造成。2.1電網(wǎng)調(diào)整率：這是指其它指標(biāo)不變（如輸出負(fù)載電流等），在規(guī)定的范圍內(nèi)輸 入電壓緩慢變動(dòng)時(shí)輸出電壓和紋波雜訊的變動(dòng)， 即+5V

8、、+12V、+3。3+ 5VSB電壓變化范圍為5%,- 5V和-12V變化范圍為10%,紋波+5V、+3。3V、+ 5VSB為50mV, 12V為120mY, - 5V為lOOmY。2.2負(fù)載調(diào)整率：這是指其它指標(biāo)不變（如輸入電壓等），在規(guī)定的范圍內(nèi)輸出負(fù) 載電流緩慢變動(dòng)時(shí)輸出和紋波雜訊的變動(dòng)，即+5V、+12V、+3。3V、+ 5VSB電壓變化范圍為5%,- 5V和-12V變化范圍為士10%,紋波+5V、+3。3V、+。5VSB為50mV, 12V為120mV, - 5V為100mV。2.3綜合調(diào)整率：這是指輸入電壓和輸出負(fù)載電流都緩慢變動(dòng)，輸出電壓和紋波雜 訊的變動(dòng)。2.4動(dòng)態(tài)負(fù)載調(diào)整率：

9、這是指在規(guī)定的變化幅度，輸出電流急劇變化時(shí)輸出電壓和 紋波雜訊的變動(dòng)。2 5過沖幅度：這里指輸入電壓變動(dòng)或輸出負(fù)載電流變動(dòng)時(shí)，所測試的輸出電壓的幅度 一般為10%,如+5V變化范圍不能超過。2.6容性負(fù)載：輸出電壓不僅帶阻性負(fù)載，還需帶容性負(fù)載，在爭4電源基本知識(shí)介紹円有介紹。3、控制和時(shí)序:輸出電壓必須依一定時(shí)序要求響應(yīng)電腦主板（如CPU、內(nèi)存等器件），才能處理信息，如下圖示：具體時(shí)序規(guī)格如下表3-1 :啟動(dòng)時(shí)間Tl500ms5V,12V,上升時(shí)間WT2W20ms.延時(shí)100msT3500ms.上升時(shí)間T4W 10ms維持時(shí)間T5M 16ms跌落警告時(shí)間T62 1ms4、POWERGOOD信

10、號:POWERGOOD信號簡稱PW-OK信號。該信號是一個(gè)直流輸出電壓檢測信號和交流輸入電壓檢測信號的邏輯與，與TTL信號兼容。當(dāng)電源接通之后,如果輸入交流電壓在額定工作范圍 之內(nèi)，且各路直流輸出電壓也已達(dá)到它們的最低檢測電平（+5V輸出為以上） ， 那么經(jīng)過100mS500mS的延時(shí),PW-0K電路發(fā)出“電源正?！钡男盘?PW-0K為高電平。當(dāng)電源輸入交 流電壓降至安全工作范圍以下或+5V電壓低于時(shí)，電源送出“電源故障信號，PW-OK為低 電平。PW-OK應(yīng)在5V下降至之前至少lmS降為小于的低電平，且下降沿的波形應(yīng)陡峭，無 自激振蕩現(xiàn)象發(fā)生，時(shí)間關(guān)系請參見表3和圖1。POWER-GOOD信

11、號應(yīng)能驅(qū)動(dòng)六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)TTL負(fù)載。表4 - 1PW-OK信號特性信號類型+5VDC, TTL兼容邏輯低灌入4mA時(shí),邏輯高拉出200uA時(shí),6、輸出端保護(hù):當(dāng)外接機(jī)器設(shè)備因某一原因沒有正常工作，為了保護(hù)電源和機(jī)器設(shè)備，電源必 須有保護(hù)功能，直接關(guān)閉電源，使電源停止工作，6 1過壓保護(hù)：當(dāng)輸出電壓超出額定范圍時(shí)，電源作過壓保護(hù)動(dòng)作，PC電源 過壓范圍如下：+ 5V過壓電壓：W；+過壓電壓：W ；+12V過壓電壓：W ；6 2短路保護(hù)：當(dāng)輸出電壓與地接通時(shí)，電源作短路保護(hù)動(dòng)作。6 3過流保護(hù)：當(dāng)外接機(jī)器設(shè)備所用的功率總和，超過電源額定功率一定數(shù)值時(shí)（般為額定功率的110%130%）時(shí)，電源作過流保護(hù)動(dòng)

12、作。6 4過熱保護(hù)：當(dāng)電源風(fēng)扇不良（如轉(zhuǎn)速慢或風(fēng)扇壞等），不能正常排風(fēng)冷卻電 源內(nèi)部器件，就發(fā)生了過熱現(xiàn)象，此時(shí)，電源作過熱保護(hù)動(dòng)作。6 5欠壓保護(hù)：當(dāng)輸出電壓低于額定范圍時(shí)，電源作欠壓保護(hù)動(dòng)作，PC電源欠 壓一般指-5V和-12V電壓，范圍如下：-5V過壓電壓：W-12V欠壓電壓：W -10V二、外觀和尺寸:1、標(biāo)簽和標(biāo)志必須有：生產(chǎn)廠商名稱、產(chǎn)品編碼、輸入電壓電流標(biāo)稱、警告標(biāo)志。a）裝尺寸：見“電源構(gòu)造詳解”b）氣流和風(fēng)扇：電源是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，自然會(huì)產(chǎn)生熱量，電源內(nèi)部的熱 量會(huì)形成熱氣流，須將其排出電源殼外部，這就是使用電源風(fēng)扇的原因 了。c）交流插座和直流插座：電源是安裝在電腦機(jī)箱上

13、，作整機(jī)使用，其交流插 座尤為重要，這些要求符合Intel公布的ATXPowerSupp 1 yDesignGuide和SFXPowerSupplyDesignGuide標(biāo)準(zhǔn)，有些電源安裝了直流插座，作一 些輔助功能，如LED顯示器插座（12V）、CD-ROM插座等，包括整個(gè)結(jié)構(gòu) 也要符合一定的安全認(rèn)證，才能出售使用。三、環(huán)境：1、溫度：運(yùn)行溫度+10C。到+50C,非運(yùn)行溫度-10C。到+70C2、溫度沖擊：溫度-10C0到+70C。，15C/分WDt/dtW30C/分,50周期。3、濕度：運(yùn)行85%,非運(yùn)行95%。4、海拔高度：運(yùn)行3000米，非運(yùn)行15000米。四、可靠性：平均無故障時(shí)間

14、MTBF100, 000小時(shí)（常溫），30, 000小時(shí)（高溫）。五、電磁兼容:1、國內(nèi)CEMC認(rèn)證，信息技術(shù)設(shè)備的無線電干擾極限值和測量方法GB9254 -98o2、歐共體CE認(rèn)證：EN55022, EN55024標(biāo)準(zhǔn)。3、美國FCC認(rèn)證，F(xiàn)CC Part 15標(biāo)準(zhǔn)六、安全:1、國內(nèi)的CCEE認(rèn)證信息技術(shù)設(shè)備（包括電氣事務(wù)設(shè)備）的安全GB4943-95O2、 歐共體CE認(rèn)證，EN60950標(biāo)準(zhǔn)。3、 美國及加拿大CUL認(rèn)證，UL1950標(biāo)準(zhǔn)。4、 國際電工委員會(huì)CB認(rèn)證，IEC950標(biāo)準(zhǔn)。安全內(nèi)容簡述如下（普通性）：a）高壓強(qiáng)度：指輸入端火線對大地線之間的電壓強(qiáng)度，指標(biāo)為：AC 1500V/

15、漏電流10mA/時(shí)間2S。b）絕緣強(qiáng)度：指輸入端火線對大地線之間的絕緣強(qiáng)度，指標(biāo)為：DC 2200V /漏電流 時(shí)間2S。c）泄漏電流：指輸入端火線對大地線之間的通電漏電流，指標(biāo)為：AC 242V&220V /漏電流時(shí)間2S。d）地阻：輸入大地線與外殼之間的連接強(qiáng)度，指標(biāo)為：DC 25A/電阻值WQ/時(shí)間2S。七、電源應(yīng)符合的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范:以下是電源的一些標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的綜合，供參考：與PC電源相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范有很多，它們從不同的角度對電源提出了不同的要 求，是電源是否合格的重要判據(jù)，在此對它們分成兩類作一簡單介紹：7 1一類標(biāo)準(zhǔn)是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，是電源必須滿足的標(biāo)準(zhǔn):7 1 1電氣安全方面:G

16、B4943-1995信息技術(shù)設(shè)備（包括電氣事務(wù)設(shè)備）的安全 （等同IEC950-1986）。產(chǎn)品不僅要符合該標(biāo)準(zhǔn)的要求，而且還必須能夠獲得 權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)可才能夠進(jìn)行生產(chǎn)和銷售，也就是通常所說的安全認(rèn)證。產(chǎn)品的 安全性是每個(gè)國家和地區(qū)都非常重視的問題，因?yàn)樗苯雨P(guān)乎到人的生命安 全。國內(nèi)的安全認(rèn)證叫做長城認(rèn)證，由中國電工產(chǎn)品認(rèn)證委員會(huì)（CCEE）專門進(jìn)行電工產(chǎn)品安全認(rèn)證和相關(guān)的合格認(rèn)證活動(dòng)。7 1 2電磁兼容方面:GB9254-1998信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾限值和測量方法（等同CISPR22:1997）。該標(biāo)準(zhǔn)主要對產(chǎn)品產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾和輻射 干擾提出了限制。其目的就是要求產(chǎn)品在使用時(shí)，不能干擾

17、其他設(shè)備的正 常運(yùn)行。7 1 3諧波電流方面：低壓電氣及電子設(shè)備發(fā)出的諧波電流限值（設(shè)備每相 輸入電流W16A）（等同IEC61000-3-2:1995）。該標(biāo)準(zhǔn)是針對產(chǎn)品對電 網(wǎng)造成的影響而制定的，這種影響稱為電力污染，諧波電流的問題也是一 個(gè)越來越受人們重視的問題，歐洲地區(qū)已經(jīng)從2001年起開始強(qiáng)制實(shí)施諧波 電流限制的標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)從1998年就頒布了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，但尚未強(qiáng)制實(shí)施。對諧波電流進(jìn)行抑制的技術(shù)習(xí)慣上也叫功率因數(shù)校正技術(shù)（PFC）。有關(guān)諧 波電流、功率因數(shù)以及PFC技術(shù)可以參考附文“諧波電流、 功率因數(shù)及PC電源的PFC技術(shù)”。所有強(qiáng)制性的標(biāo)準(zhǔn)有合并到一起進(jìn)行認(rèn)證的趨勢，已經(jīng)有相關(guān)的文

18、 件頒布，將會(huì)在2003年實(shí)施。實(shí)施后認(rèn)證名稱稱為CCC認(rèn)證。7 2另一類標(biāo)準(zhǔn)是非強(qiáng)制性的標(biāo)準(zhǔn)，也可以叫做推薦標(biāo)準(zhǔn)。7.2.1電磁兼容方面:GB/T17618-1998信息技術(shù)設(shè)備抗擾度限值和測量方法（等同CISPR24:1997）。該標(biāo)準(zhǔn)與GB9254-1998信息技術(shù)設(shè)備的無線電騷擾限 值和測量方法其實(shí)是產(chǎn)品電磁兼容性的兩個(gè)方面，GB9254著眼于產(chǎn)品發(fā)出的干 擾，而GB17618則是產(chǎn)品應(yīng)具備的抗干擾能力，只有同時(shí)滿足這兩方面的要求才 算完善的產(chǎn)品，才能保證不同的設(shè)備同時(shí)使用時(shí)不會(huì)互相影響。但這兩方面有輕 重之分，而干擾相比較抗擾會(huì)造成更嚴(yán)重的問題，所以GB9254是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)而GB/T

19、17618屬于推薦標(biāo)準(zhǔn)。7 2 2綜合性:GB/T14714-1993微小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備用開關(guān)電源通用技術(shù)條 件該標(biāo)準(zhǔn)在國際上并沒有相對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，是我國專門針對計(jì)算機(jī)電源產(chǎn)品編寫 的一份指導(dǎo)性的標(biāo)準(zhǔn)，它的內(nèi)容涉及產(chǎn)品的性能、環(huán)境、制造、檢測、包裝、運(yùn) 輸?shù)鹊葍?nèi)容。雖然不屬于強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，但它所包含的內(nèi)容比較全面，有很好的參 考價(jià)值和指導(dǎo)意義。7 2 3 Intel :ATX/ATX12VPowerSupp1yDesignGuide,SFX/SFX12VPowerSupp 1 yDesignGuideo最后要介紹的規(guī)范，就是Intel的 這兩個(gè)電源設(shè)計(jì)指南，這兩份設(shè)計(jì)指南雖然不是由國家機(jī)構(gòu)發(fā)布的

20、標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格 意義上也不是規(guī)范文件，但它卻是目前PC電源領(lǐng)域最重要的產(chǎn)品設(shè)計(jì)參考，因 為Intel在PC領(lǐng)域長期處于絕對的領(lǐng)先地位，成了事實(shí)上的行業(yè)“領(lǐng)頭羊和兼 容標(biāo)準(zhǔn)。這兩份設(shè)計(jì)指南中對PC電源作了非常詳盡的描述，從外形結(jié)構(gòu)、接口 定義到各個(gè)輸入輸出參數(shù)的定義和設(shè)定，幾乎涵蓋PC電源所有特性。 目前全球 絕大多數(shù)的PC電源都在依據(jù)該指南進(jìn)行設(shè)計(jì)、 測試、 和評價(jià)。電源的可靠性電源是在進(jìn)行能量的處理，其內(nèi)部器件要承受高電壓、大電流、高功率和熱量損耗.是 整機(jī)中容易發(fā)生故障的一個(gè)部件，因此它的可靠性對整機(jī)可靠性有非常重要的意義。據(jù)統(tǒng)計(jì) 顯示：引起設(shè)備不可靠的原因設(shè)計(jì)錯(cuò)誤約占1/3,元器件質(zhì)量約占1/3,制造、操作和維護(hù)約 占1/3。其實(shí)后兩方面也與設(shè)計(jì)階段的考慮不周有關(guān)。為了取得高可靠性，必須從設(shè)計(jì)階段就 開始考慮可靠性的問題。產(chǎn)品的可靠性更大程度上是一個(gè)概率與統(tǒng)計(jì)的概念，單個(gè)產(chǎn)品的失效是隨機(jī)的，但從統(tǒng) 計(jì)角度看來產(chǎn)品的失效率則是有規(guī)律的，失效率服從兩個(gè)基本規(guī)律：即疊加規(guī)律和應(yīng)力規(guī) 律，疊加規(guī)律是指每個(gè)單元的失效率相加就是整機(jī)的失效率，每個(gè)單元的失效率也就是該單 元所有器件失效率的疊加。應(yīng)力規(guī)律是指元器件的失效率與其應(yīng)力（環(huán)境溫度、工作電壓、