前言
对于近几年的高端处理器和显卡来说,功耗骤然飙升,主板除了20pin的供电接口之外都要配备额外的供电插口,而显卡也是如此,除了PCI-Express接口供电以外,许多高端显卡都要配备额外的6pin和8pin供电接口。那么对于追求高性能的超频玩家来说,一款做工精良输出稳定的大功率电源,就是成为了在购机时必须仔细斟酌的大事儿。好的电源,会输出纯净的电流,保护你电脑中的各种设备免遭过载、短路、雷击等灾难。而劣质的电源,会加速电子部件的老化,甚至会成为系统中的硬件杀手。为你惹出各种各样匪夷所思的问题,让你的硬件提前下岗。在这篇文章中,各位会看到电源的入门级相关知识讲解,同时下半部分我们将运用这些知识对鑫谷 劲翔500电源做实际拆解和剖析。

优质的电源,是硬件的保护伞

劣质的电源,是系统中的硬件杀手
电源概述
把其他形式的能转换成电能的装置叫做电源。发电机能把机械能转换成电能,干电池能把化学能转换成电能。发电机、干电池等叫做电源。通过变压器和整流器,把交流电变成直流电的装置叫做整流电源。能提供信号的电子设备叫做信号源。晶体三极管能把前面送来的信号加以放大,又把放大了的信号传送到后面的电路中去。晶体三极管对后面的电路来说,也可以看做是信号源。整流电源、信号源有时也叫做电源。

电源是向电子设备提供功率的装置,也称电源供应器,它提供计算机中所有部件所需要的电能。电源功率的大小,电流和电压是否稳定,将直接影响计算机的工作性能和使用寿命。
计算机电源是一种安装在主机箱内的封闭式独立部件,它的作用是将交流电通过一个开关电源变压器换为5V,-5V,+12V,-12V,+3.3V等稳定的直流电,以供应主机箱内系统版,软盘,硬盘驱动及各种适配器扩展卡等系统部件使用通俗来讲就是, 一个电源坏了,另一个备份电源代替其供电。可以通过为节点和磁盘提供电池后援来增强硬件的可用性。HP 支持的不间断电源 (UPS),如 HP PowerTrust,可提防瞬间掉电。 磁盘与供电电路的连接方式应使镜像副本分别连接到不同的电源上。根磁盘与其相应的节点应由同一电源电路供电。 特别是,群集锁磁盘(当重组群集时用作仲裁器)应该有冗余电源,或者,它能由群集中节点之外的电源供电。您的 HP 代表可提供关于群集的电源、磁盘和 LAN 硬件布局方面的详细信息。 目前许多磁盘阵列和其他架装系统含有多个电源输入,它们应部署为设备上的不同电源输入连接到带有两个或三个电源输入的独立电路设备上,这样,一般情况下,只要出现故障的电路不超过一个,系统就能继续正常运行。因此,如果群集中的所有硬件有 2 个或 3 个电源输入,则要求至少有三个独立的电路,以确保群集的电路设计中没有单点故障。

电源分类
1.普通电源
又可细分为:开关电源、 逆变电源、 稳压电源、 通信电源、 模块电源、 变频电源、UPS电源 、 EPS应急电源 、净化电源 、 PC电源、 整流电源 、 定制电源、加热电源、 焊接电源/电弧电源 、电镀电源 、 网络电源、 电力操作电源 、适配器电源、 线性电源、 电源控制器/驱动器 、 功率电源、 其他普通电源
2.特种电源
又可细分为:安防电源、 高压电源、 医疗电源 、 军用电源、 航空航天电源 、激光电源、 其他特种电源
ATX和电源规范
ATX规范是1995年Intel公司制定的主板及电源结构标准,ATX是英文(AT Extend)的缩写。ATX电源规范经历了ATX 1.1、ATX 2.0、ATX 2.01、ATX 2.02、ATX 2.03和ATX 12V系列等阶段。
从P4开始,电源规范开始使用ATX 12V 1.0版本,它与ATX 2.03的主要差别是改用+12V电压为CPU供电,而不再使用之前的+5V电压。这样加强了+12V输出电压,将获得比+5V电压大许多的高负载性,以此解决P4处理器的高功耗问题。其中最显眼的变化是首次为CPU增加了单独的4Pin电源接口,利用+12V的输出电压单独向P4处理器供电。此外,ATX 12V 1.0规范还对涌浪电流峰值、滤波电容的容量、保护电路等做出了相应规定,确保了电源的稳定性。
Intel在2003年4月,发布了新的ATX 12V 1.3规范。新规范除再次加强电源的+12V输出能力外,为保证输出线路的安全,避免损耗,特意制定了单路+12V输出不得大于240VA的限制。而考虑到环保节能的需要,ATX 12V 1.3规范中还规定了电源的满载转换效率必须达到68%以上,这就要求电源厂商必须通过加装PFC电路来实现。同时新规范还为当时崭露头角的SATA硬盘提供了专门的供电接口。

2005年,随着PCI-Express的出现,带动显卡对供电的需求,因此Intel推出了电源ATX 12V 2.0规范。这一次,Intel选择增加第二路+12V输出的方式,来解决大功耗设备的电源供应问题。电源将采用双路+12V输出,其中一路+12V仍然为CPU提供专门的供电输出。而另一路+12V输出则为主板和PCI-E显卡供电,以满足高性能PCI-E显卡的需求。由于采用了双路+12V输出,连接主板的主电源接口也从原来的20针增加到24针,分别由12×2的主电源和2×2的CPU专用电源接口组成。虽然接口连接在了一起,但两路+12V电源在布线上是完全分开,独立输出的。这样高版本的电源可以将主电源24针分成20+4两个部分,兼容使用20针主电源接口的旧主板。除此之外,ATX 12V 2.0规范还将电源满载转换效率的标准提升至80%以上,进一步达到环保节能的要求,并再次加强了+12V的电流输出能力。在制订了ATX 12V 2.0规范后,Intel又在其基础上进行了ATX 12V 2.01、ATX 12V 2.03等多个版本的小修改,主要提高了+5VSB的电流输出要求。2006年5月起,Intel又推出了ATX 12V 2.2规范,相比之下,新版本并没有太大变化,主要是进一步提高了最大供电功率。
选购电源的时候应该尽量选择更高规范版本的电源。首先高规范版本的电源完全可以向下兼容。其次新规范的12V、5V、3.3V等输出的功率分配通常更适合当前计算机配件的功率需求,例如ATX 12V 2.0规范在即使总功率相同的情况下,将更多的功率分配给12V输出,减少了3.3V和5V的功率输出,更适合最新的计算机配件的需求。此外高规范版本的电源直接提供了主板、显卡、硬盘等硬件所需的电源接口,而无需额外的转接。当然,也有例外的时候,比如一套旧的系统,并且恰巧对3.3V和5V的功率要求非常高,那么也许需要购买旧规范的电源。
PFC:主动 VS 被动
PFC的英文全称为“Power Factor Correction”,意思是“功率因数校正”,功率因数指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系,也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。 基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度,当功率因素值越大,代表其电力利用率越高。计算机开关电源是一种电容输入型电路,其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失,此时便需要PFC电路提高功率因数。目前的PFC有两种,一种为被动式PFC(也称无源PFC)和主动式PFC(也称有源式PFC)。

被动式PFC
被动式PFC一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数,被动式PFC包括静音式被动PFC和非静音式被动PFC。被动式PFC的功率因数只能达到0.7~0.8,它一般在高压滤波电容附近。
主动式PFC
而主动式PFC则由电感电容及电子元器件组成,体积小、通过专用IC去调整电流的波形,对电流电压间的相位差进行补偿。主动式PFC可以达到较高的功率因数──通常可达98%以上,但成本也相对较高。此外,主动式PFC还可用作辅助电源,因此在使用主动式PFC电路中,往往不需要待机变压器,而且主动式PFC输出直流电压的纹波很小,这种电源不必采用很大容量的滤波电容。
3C认证
“3C”即“China Compulsory Certification”,全称为“中国国家强制性产品认证”,它包括原来的产品安全认证(CCEE)、进口安全质量许可制度(CCIB)和电磁兼容认证(EMC),三者分别从用电的安全、稳定、电磁兼容及电波干扰方面做出了全面的规定标准,整体认证法与国际接轨。它将取代原来的CCEE认证成为新一代认证标准,自2007年5月1日后生产的电源产品都必须通过3C认证才能上市。

3C认证授权书
EMI电磁干扰
EMI(Electro Magnetic Interference)电磁干扰,是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值,即你不能干扰别人。EMI是指电磁波与电子元件作用后而产生的干扰现象。这种干扰现象很普遍,比如我们常见的电视机屏幕上出现的“雪花”,其实就是电磁干扰的一种。所以在医院、机场等这种电子仪器等比较多的场所,是禁止使用手机的。因为手机信号本身也是一种电磁波,会影响到一些仪器的使用。同样在市电网中传输的交流电,也会出现一些干扰信号。这些信号如果不加以过滤,会对硬件产品造成一定程度的伤害,同时也会影响到硬件工作的稳定性。

EMI滤波电路
EMI滤波电路
市电进入电源后,首先经过是最前级的EMI滤波电路部份,EMI滤波的主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰,同时还有减少开关电源本身对外界的电磁干扰。实际上它是利电感和电容的特性,使频率为50Hz左右的交流电可以顺利通过滤波器,而高于50Hz以上的高频干扰杂波将被滤波器滤除。
鑫谷 劲翔500电源:简介
劲翔系列一直是鑫谷电源中的高端产品线,最近鑫谷劲翔系列产品又添新将,这款劲翔500绝对是该系列中又一经典之作。劲翔500额定功率为400W,能轻松应付高端配置的高负载高功耗,支持最新的Windows Vista操作系统。

性能特点:
针对工控服务器电路设计,强大的12V输出能力,满足多硬盘对12V的需求。
完全兼容Intel Core2 Duo、Pentium4(Prescott)、AMD AMD2 Athlon 64 X2等系列CPU,为DIY玩家提供强劲动力。
采用8CM双风扇设计,风量十足,内建智能温控,噪音控制在35dB左右。适合长时间连续稳定的工作。
节能高效PFC功率因数校正电路设计,提高点恩那个利用率。
外壳采用镀镍,有效降低辐射,更显尊贵身份。
内建电流、过压、欠压、过功率、防雷击、短路、过热等多项保护功能,有效保护电脑设备的安全。
内建LCR多重组合滤波电路,输出更纯净电流,提高各配件性能的发挥和使用寿命。

鑫谷 劲翔500电源:包装外观

包装上性能特点介绍

防伪标识验证说明
鑫谷 劲翔500电源:开包


电源、表修卡、电源线、合格证

鑫谷 劲翔500电源:外观
鑫谷 劲翔500电源外壳采用厚度为0.8mm的黑色镀镍材料,符合RoHs标准。


电源前后,配有双风扇

电源配备了开关按钮
这款电源的型号为Segotep 鑫谷 劲翔 500,符合3C中国强制认证。单路12V可高达25A输出,可带10至12个硬盘,或者多片视频采集卡同时工作。

交流输入:220VAC,50Hz,10A
直流输出:+12V=25A黄色,+5V=30A红色,+3.3V=25A橙色,PG灰色,-12V=0.8A蓝色,-5V=0.5A白色,+5Vsb=2.5A紫色,PS-OM绿色
额定功率:400W

鑫谷 劲翔500电源:接口
鑫谷 劲翔 500提供了非常齐全的输出接口:20+4pin主电源接口,2个4pin辅助电源接口,1个8pin供电接口,2个6pin显卡接口,1个软驱供电接口,8个D型接口,4个SATA供电接口。

灰肠灰肠之丰富的接口

4个SATA供电接口

8个D型接口
鑫谷 劲翔500电源:拆解
内部元件满满当当,但是错落有致,布局紧凑。

拆开电源外壳

里面布满了各种元件

元件密集的排列
该电源采用8CM双风扇设计,12V 0.30A,风力强劲且安静。进、出风风扇,同样采用ADDA风扇,品质的保证。“ADDA”是专业做散热风扇的厂商,各种产品广泛使用于电子、工控、资讯、家电等行业。轴流风机规格齐全,从15mm~250mm多达几百种。ADDA风扇具备低噪音、低功耗、长寿命等特点。

鑫谷 劲翔500电源:EMi滤波
这是市电入口的元件,X电容、Y电容、接地线,很清楚。采用模块化的双重EMI滤波,这种设计在高端电源比较上常见。

鑫谷 劲翔500特有独立PCB设计可以更好的过滤高频市电干扰。不过单独设计的PCB加重了电源制造成本。并且一级、二级EMI都采用独立的PCB设计。

独立的PCB上这是更为强大的二级EMI滤波,完整的两级滤波能滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号,同时也将电源内部的干扰信号屏蔽起来,构成了电源抗电磁干扰的第一道防线。

电感的铜线,粗壮而浑厚

劲翔500同时具有超强稳定性能,平均无故障工作超过10万小时,为服务器平台提供稳定的能源基础,更好地保证服务器长时间稳定运行。
鑫谷 劲翔500电源:整流
该电源采用目前主流的被动PFC设计,上面印有UN39P-183IN4字样。该款电源在典型负载下转换效率高达83%,较高的转换效率节省电费节约了能源。

超大的被动PFC

两颗超大LG高品质高压电解电容680uF,200V,85度。并且电容上面还特有绿色环保产品的标识,可见鑫谷电源用料之考究。
鑫谷 劲翔500电源:变压
在两片硕大的散热器内部,夹着连个变压器,主变压器、驱动变压器。他们负责管理高压至低压的转换工作。静音和散热效果可见一斑。较大的一个变压器上面印有ST ERL-39SD E212432 SBI4.2 0812字样。而较小的一个变压器,上面印有EEL-16CD 0750字样。

输出控制电路的背面很难拍到。PCB的紧凑布局和散热片的密集让我们的拍摄举步维艰,其实很多细节都无法一一展现了。

鑫谷 劲翔500电源:控制、输出
鑫谷 劲翔500采用的UC38458电源管理IC监控各路输出电压、电流、短路保护、以及电源内部温度是否异常。

UC38458电源管理IC

在电源管理IC周围可见许多高品质电容

内建LCR多重组合滤波电路,在低压整流部分,采用线圈加电解电容的组合。采用三洋高品质电容300uF,10V。
总结:写在最后
定位于工控服务器电路和发烧级超频电源的鑫谷 劲翔500,采用了精细的做工和优良的设计。8CM双风扇设计和大型散热片的使用,让这款电源在散热和噪音方面都有非常出色的表现。多如星海般的电源输出接口,让用户可以轻松组建多设备高负载的系统。尤其适合组建大型磁盘阵列和多路刻录系统的用户。内建LCR多重组合滤波电路使得电流输出更加纯净。对于高端玩家来说,绝对是不可多得的神器。