劣質(zhì)電腦電源的剖析和改造

謝韶峰

倘若要是你的愛機經(jīng)常出現(xiàn)一些莫名其妙的故障，諸如經(jīng)常無端宕機、經(jīng)常性地損毀硬盤，又或者雜音太大、機子睡眠后不能喚醒等等故障。這些故障看似無關(guān)聯(lián)，實則是劣質(zhì)電源惹的禍，現(xiàn)在的劣質(zhì)電源滿天飛，一不小心就會中招，省下了那么幾十元錢，卻惹來不少的麻煩。要數(shù)劣質(zhì)電源的罪狀可還真不少，表1就是劣質(zhì)電源所犯的“罪行”和成因，該知道它的禍害有多大了吧！但若是將它扔掉還是怪可惜的，縱是那些十惡不赦的人也可重生，其實我們也可以將劣質(zhì)電源重新改造，讓其重獲新生。

我們一般所說的劣質(zhì)電源最明顯的特征就是用料不足、功率不足和濾波不足， 因此就要從這三個方面著手來對其進行改造。圖1是一個名廠電源和劣質(zhì)電源的比較，不用說，一看就知道左邊的是名廠電源，而右邊的是劣質(zhì)電源，名廠電源的元件密密麻麻，相比之下，劣質(zhì)電源就顯得相形見絀，元件稀疏可數(shù)，一眼就看出是偷工減料之作。

我們可以先從市電輸入處一步一步往下看，看一看這些劣質(zhì)電源都劣到什么樣的地步。計算機所用的電源屬開關(guān)電源，工作時會產(chǎn)生電磁輻射和噪聲干擾，因此，符合標準的計算機電源必須設(shè)有有效吸收和凈化由其本身所產(chǎn)生的電磁干擾的濾波電路。做法是在市電的輸入端添加由若干電容和電感組成的電磁干擾和射頻干擾濾波電路（EMI-RFI）。但事實上，大凡是劣質(zhì)電源都無一例外地省卻了這些濾波電路，因為這樣可以降低成本，且沒有了這些元件電源都可照常工作，只不過是其自身的保護性能下降和成為高頻電磁污染源，向外輻射有害的高頻脈沖，以及容易受到外界的電磁干擾。 所以我們可以在電路板上看見較多的空位沒有焊上元件，只是以飛線代替，這也是劣質(zhì)電源所獨有的特征。沒有EMI-RFI濾波電路的電源其電磁輻射雖然我們看不到摸不著，但卻實實在在地干擾著你的電腦，有時音箱傳出的高頻雜音及顯示屏上的一條條水平干擾線就是最好的例子。花上十元八元到電子商店買些電感和電容回來就可解決此問題。一般，電路板上都會留有這些元件的位置，只要一一將它們焊上去就是了。

其實，分辨一個名廠電源和劣質(zhì)電源有一個較為簡單的方法，那就是掂重量，大廠的電源會比劣質(zhì)電源重不少，這是因為劣質(zhì)電源都是用料不足的，兩者拿在手上用手一掂就能區(qū)分開來。現(xiàn)在我們所用的ATX電源其高壓開關(guān)部分大多都是采用半橋式的功率變換電路，這樣做對電源開關(guān)管和濾波電容的要求較低，正因如此，劣質(zhì)電源和質(zhì)量好的電源在這方面的用料是有很大不同的。我們先看一下其300V的濾波電容，一般情況下，電容容量是根據(jù)功率確定的，功率在200~300W電源所配用的電容一般會在330~470μF左右，功率在350W以上的會在680μF左右。而這個劣質(zhì)電源標示的輸出功率是250W，但所用的電容卻是兩個220μF電容，明顯偏小。其實這個電容容量大小有著很重要的作用，如果容量太小，則電源輸出端紋波電壓太大，所謂的紋波電壓就是疊加在直流電壓上的交流成分，這是我們不想要的，計算機電源的紋波電壓要求在0.5V內(nèi)，若超出此值則不合格，嚴重者，可令電腦頻頻當機及啟動困難直至不能正常工作。經(jīng)實測，這個劣質(zhì)電源的紋波電壓是0.78V，嚴重超標。其實要測這個紋波電壓也容易，在電源工作時用數(shù)字式萬用表交流擋（不能用指針式的，因紋波電壓太小，不易測得。）直接測量各輸出端即可得到紋波電壓值。要減小輸出電壓的紋波值可以加大300V濾波電容的容量。

再來看一看電源開關(guān)管。在大多數(shù)的ATX電源中，由于半橋功率變換電路采用了兩個開關(guān)管，由220V市電整流所得到的約300V的直流電壓，加到每個開關(guān)管所承受的電壓只有150V左右。可以說，這對開關(guān)管的要求并不是太高，這就讓劣質(zhì)電源的生產(chǎn)者有了可乘之機，可以看出，凡是劣質(zhì)電源所用的開關(guān)管其外形體積都較小，換句話說，就是這開關(guān)管的功率也跟著減小了。大多數(shù)的人認為，開關(guān)管的功率就是電源的輸出功率，也就是說，如果開關(guān)管的最大功率是50W的話，那么這個電源各個輸出端的功率總和就不能大于50W，這個說法有一定的片面性，理論上說，不考慮損耗的情況下，輸入功率應(yīng)該等于輸出功率，但由于ATX電源中采用了高頻變壓器來將300V的電壓變換為3.3~12V不等的各組輸出電壓，如果在12V的輸出端有20A電流來計算，則其消耗的功率就是240W。但在其220V輸入端并不是流入20A的電流，一般的情況下只有2~3A的電流，這是因為變壓器有降壓擴流的作用。因此，在一些媒體上看到關(guān)于“開關(guān)管功率就是電源的輸出功率”的說法應(yīng)該是錯誤的，以這個解剖的劣質(zhì)電源為例，它所采用的兩個開關(guān)管型號是C4106，查資料得知，這個開關(guān)管的最大功率是50W，允許流過集電極的最大電流是7A 。通常，根據(jù)半橋式的電路結(jié)構(gòu)，如果電源的輸出功率是250W的話（滿負荷），則流過開關(guān)管的電流大約是4A左右。用C4106型號的開關(guān)管還是可以的。但有一些大廠較好電源都會用到最大100W功率、最大電流10A的開關(guān)管。按理說，不必用到這么大的開關(guān)管，其實，這就是劣質(zhì)電源跟名牌電源的一個不同之處了。大凡是開關(guān)功率管都要留有一定的功率裕量，如果預留的功率不足，會大大縮短開關(guān)管的壽命和極易因過熱而燒毀。出于安全性和穩(wěn)定性的考慮，以及為了應(yīng)付突發(fā)性的峰值功率，名廠的電源開關(guān)管都會留有較大的功率裕量。而劣質(zhì)電源出于成本的考慮，其做法普遍會是采用廉價且功率裕量小的開關(guān)管。但話又說回來，如果你的主機不是掛著幾塊硬盤、幾個光驅(qū)的話，在改造的時候一般不必再去換上大功率的開關(guān)管。因為在實際應(yīng)用中，像C4106之類的開關(guān)管已經(jīng)夠用了，只要開關(guān)管ICM（流過集電極的最大電流）大于5A即可不必再去動它。當然，用電大戶又另當別論。

輸出功率不足是劣質(zhì)電源的最大特征，往往其標注的輸出功率和實際輸出功率相差較大，有的實際輸出功率只有標注功率的一半左右。要驗證一個電源的實際輸出功率可以用定負載的方法來測量，就是說，在電源的輸出端接上所能允許的最大負載，然后讓電源通電工作，若電源在此最大負載下各組的輸出電壓能保持在規(guī)定的范圍內(nèi)（ATX電源輸出電壓允許有一定的誤差，如表2所列），只要輸出電壓在此范圍內(nèi)都算合格。首先，根據(jù)電源外殼上所標注的各組電壓輸出電流來確定其最大負載，一般來說，耗電最大的是3.3V、5V和12V這三組輸出電壓，至于-5V和-12V這兩組電壓由于耗電較小，如果不是專業(yè)的測試，可以忽略。在這個劣質(zhì)電源外殼所標注的各組電流分別是3.3V/12A、5V/22A、12V/10A。根據(jù)公式：R=U/I就可以求出各組所能帶動的最大負載， 3.3V組的最大電阻負載是0.275Ω ，5V和12V分別是0.23Ω和1.2Ω。負載電阻可以用電爐絲來代替。為這三組電壓接上對應(yīng)的負載，電源通電后，將其20芯插頭中的綠色線和任何一條黑色線短接，即可啟動電源，迅速用萬用表測量一下各組的電壓值，然后斷電，因為此時各組的輸出是滿負荷工作的，這只是標注的輸出電流，并不是實際所能輸出的電流，這時候很可能已經(jīng)過載了，若時間太長，電源有燒毀的危險。要是各組的輸出電壓達不到標準值，則這個電源就是夸大了，至于夸大多少，繼續(xù)測試就知道了。不斷地增大負載電阻的阻值，直至各組輸出的電壓達到標準值，此時綜合計算一下就可以知道實際的輸出功率了。在這里，本人為這個劣質(zhì)電源最終所加的負載電阻是3.3V組0.4Ω、5V組0.59Ω、12V組2.4Ω，經(jīng)過計算，得出3.3V最大輸出電流為8.25A，功率約為27W；5V組最大輸出電流約為8.5A，功率約為42W；而12V組最大輸出電流為5A，功率為60W 。加上其它各組輸出電壓，整個電源的輸出功率約為150W左右。說明一點的是，這個電源是一個朋友換下來的，以前他用的CPU是賽揚 II/566M的，可將CPU換成了賽揚 II/1.1G后就頻頻死機了，采用交替更換法最后確定是這個電源功率不足所致，現(xiàn)在正好印證了這一點，因為原來的CPU其最大功率約為22W，而更換上去的CPU功率差不多有40W，由于3.3V主要是供給CPU的，其最大的輸出功率是27W，不死機才怪呢。造成輸出功率不足的瓶頸主要在高頻變壓器和整流管這兩大元件身上，變壓器的體積和線徑?jīng)Q定了其最大的輸出功率，通常情況下，這個變壓器是不可換的，除非你是一個電子高手，否則的話最好不要碰它，因為其初級的電感量和線徑及圈數(shù)關(guān)系到開關(guān)管的安全，設(shè)計得不好一接上電就會燒開關(guān)管。那么，剩下的就只有在整流管身上打主意了，整流管都是跟高頻變壓器的次級線圈連接的，在大多數(shù)的ATX電源中，次級都有兩個獨立的線圈組，一組是供給3.3V和±5V的，另一組則是供給±12V的。劣質(zhì)電源用的整流管其整流電流都較小，可以將其更換為整流電流較大的。這些整流管都是共陰極的肖特基對管。一般來說，名廠的電源會有三個這樣的管子，這三個整流管分別擔負3.3V、5V和12V的整流任務(wù)。但劣質(zhì)電源卻只有二個，它是將3.3V和5V共用一個整流管，想一想，3.3V和5V的耗電量加起來有幾十安，但劣質(zhì)電源所采用的整流管其整流電流才十多安。這當然不行，起碼要有30A以上的整流管才可以，一般選用3040這個型號的就可以。其實，就算是換了整流管也不見得其功率會猛增，但效果一定會有，或多或少，就要看高頻變壓器了，更換整流管后，變壓器原先不能用到的功率余量就能發(fā)揮了。當然，如果你是信心滿懷，并且變壓器還有空間的話，也可以拆下變壓器重繞，但千萬記住不要動初級，只拆下次級，并記下準確的圈數(shù)，只要容得下就用盡可能大的線徑按照原先的圈數(shù)重繞。這是最奏效也是最危險的方法。

濾波不足會讓輸出的紋波電壓增大，最好的解決辦法就是增大濾波電容的容量，除了上述的增大300V濾波電容外，增大各輸出端的濾波電容也可有效減少紋波電壓，劣質(zhì)電源的濾波電容大多是1000μF左右，顯然偏小，可以將其全部更換為4700μF的。另外，劣質(zhì)電源都千篇一律地省卻了各輸出端的濾波電感，電感的作用可以儲能，使得輸出的直流電更平滑，同時還可有效減小紋波電壓，還有就是用來阻隔有害的高頻脈沖。因此，在加大電容容量的同時不妨可以增加這樣一個濾波電感(在電子商店里可以買到)。值得一提的是，劣質(zhì)電源一般用了一年多后就會令電腦主機啟動困難，甚至啟動不了，這是因為濾波電容受到烘烤，容量減少所致。到了最后，不要忘了為電源的散熱風扇加點油，好讓它安靜點，揭開風扇中間的軟膠封，滴上幾滴潤滑油就可大功告成。

好了，經(jīng)過以上的改造，好多的劣質(zhì)電源都可以重新上崗，并且可以不用再擔心其危害性了。像上述的這個劣質(zhì)電源經(jīng)改造后功率提高了約50W，紋波電壓也降到了0.3V。將其重新裝回原先不能帶動的機子里，電腦跑得歡著呢，一點事也沒有。圖2就是劣質(zhì)電源需要改造的地方。