电脑供电系统设计：ATX电源电路原理与实践

简介：

ATX（Advanced Technology Extended）电源是现代个人电脑的标准电源供应器。它为主板、CPU、显卡等核心组件提供稳定的电力,是计算机正常运行的基础。本文将深入探讨ATX电源的电路原理,并提供实践指南,帮助读者全面了解这一重要的计算机部件。

工具原料：

系统版本：Windows 11

品牌型号：华硕ROG Strix 850W白金牌全模组电源

软件版本：NI Multisim 14.2

一、ATX电源的基本结构

ATX电源通常由以下几个部分组成：

1. 交流输入：连接市电220V交流电源,并通过保险丝、EMI滤波器等部件进行保护和滤波。

2. 整流电路：将交流电转换为脉动直流电,常采用全波整流桥。

3. 功率因数校正（PFC）：提高电源效率,减少谐波干扰,符合国际标准。主动式PFC电路由升压变换器和控制IC组成。

4. 开关电源：将高压直流转换为低压直流,如12V、5V、3.3V等,采用脉宽调制（PWM）技术控制输出电压。由变压器、MOS管开关、续流二极管等元件构成。

5. 辅助电源：为待机、电源管理等提供独立供电。

二、ATX电源的工作原理

1. 启动过程：按下电源键后,主板向PS_ON信号线发送低电平脉冲,电源输出+5VSB待机电压。PG信号拉高,PWR_OK信号在100-500ms后拉高,主板开始工作。

2. 电压调节：PWM控制器根据反馈电路调节MOS管导通时间,稳定输出电压。过压保护（OVP）、欠压保护（UVP）、过流保护（OCP）等电路确保供电安全。

3. 降噪：输出电容、电感滤波器平滑纹波,EMI屏蔽减少电磁干扰。

三、选购与使用技巧

1. 功率：根据配置估算所需功率,选择合适的电源。留有一定余量,避免过载。

2. 转换效率：选择80 PLUS认证的高效电源,节能省电。钛金牌、铂金牌效率最高。

3. 稳定性：优质电容、MOS管、风扇等关键元器件保障稳定性。多重保护电路防止意外。

4. 模组化：全模组电源方便布线,减少阻力。非必需线可拆除,改善散热和美观度。

5. 安装：按主板电源接口正确连接24pin、4+4pin等,注意分压线（如显卡8pin）勿接反。

内容延伸：

1. 电源规格演进：从最早的AT电源,到ATX 1.x、ATX 2.x、ATX 3.0等标准,不断提高效率和功率。

2. 其它形式电源：SFX电源适合小型机箱,尺寸更小；1U服务器常用铂金牌redundant电源,带有备用冗余设计。

3. 电源管理：Intel定义的电源管理接口规范,如ACPI,可实现休眠、待机等节能模式。

4. 故障诊断：没反应时,测量电源各路电压；风扇噪音较大时,检查散热和风扇；若频繁重启,可能是电源保护电路动作,需更换。

总结：

ATX电源是计算机不可或缺的核心部件,其电路设计直接影响整机的性能与可靠性。了解ATX电源的原理和选购技巧,有助于优化DIY装机方案,也为排查故障提供了思路。随着计算机配置的提升,对电源的要求也越来越高,机友们不妨多花些心思,为爱机配备一台优质的电源吧！