劣質(zhì)電腦電源的剖析和改造

謝韶峰

倘若要是你的愛(ài)機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)一些莫名其妙的故障，諸如經(jīng)常無(wú)端宕機(jī)、經(jīng)常性地?fù)p毀硬盤(pán)，又或者雜音太大、機(jī)子睡眠后不能喚醒等等故障。這些故障看似無(wú)關(guān)聯(lián)，實(shí)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(huì)中招，省下了那么幾十元錢(qián)，卻惹來(lái)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(shí)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(shuō)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(gè)方面著手來(lái)對(duì)其進(jìn)行改造。圖1是一個(gè)名廠電源和劣質(zhì)電源的比較，不用說(shuō)，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(jiàn)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(jì)算機(jī)所用的電源屬開(kāi)關(guān)電源，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生電磁輻射和噪聲干擾，因此，符合標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)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(shí)上，大凡是劣質(zhì)電源都無(wú)一例外地省卻了這些濾波電路，因?yàn)檫@樣可以降低成本，且沒(méi)有了這些元件電源都可照常工作，只不過(guò)是其自身的保護(hù)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(jiàn)較多的空位沒(méi)有焊上元件，只是以飛線代替，這也是劣質(zhì)電源所獨(dú)有的特征。沒(méi)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(shí)實(shí)在在地干擾著你的電腦，有時(shí)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?；ㄉ鲜嗽诫娮由痰曩I些電感和電容回來(lái)就可解決此問(wèn)題。一般，電路板上都會(huì)留有這些元件的位置，只要一一將它們焊上去就是了。

其實(shí)，分辨一個(gè)名廠電源和劣質(zhì)電源有一個(gè)較為簡(jiǎn)單的方法，那就是掂重量，大廠的電源會(huì)比劣質(zhì)電源重不少，這是因?yàn)榱淤|(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(kāi)來(lái)?，F(xiàn)在我們所用的ATX電源其高壓開(kāi)關(guān)部分大多都是采用半橋式的功率變換電路，這樣做對(duì)電源開(kāi)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(huì)在330~470μF左右，功率在350W以上的會(huì)在680μF左右。而這個(gè)劣質(zhì)電源標(biāo)示的輸出功率是250W，但所用的電容卻是兩個(gè)220μF電容，明顯偏小。其實(shí)這個(gè)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(jì)算機(jī)電源的紋波電壓要求在0.5V內(nèi)，若超出此值則不合格，嚴(yán)重者，可令電腦頻頻當(dāng)機(jī)及啟動(dòng)困難直至不能正常工作。經(jīng)實(shí)測(cè)，這個(gè)劣質(zhì)電源的紋波電壓是0.78V，嚴(yán)重超標(biāo)。其實(shí)要測(cè)這個(gè)紋波電壓也容易，在電源工作時(shí)用數(shù)字式萬(wàn)用表交流擋（不能用指針式的，因紋波電壓太小，不易測(cè)得。）直接測(cè)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(lái)看一看電源開(kāi)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(gè)開(kāi)關(guān)管，由220V市電整流所得到的約300V的直流電壓，加到每個(gè)開(kāi)關(guān)管所承受的電壓只有150V左右?？梢哉f(shuō)，這對(duì)開(kāi)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(jī)，可以看出，凡是劣質(zhì)電源所用的開(kāi)關(guān)管其外形體積都較小，換句話說(shuō)，就是這開(kāi)關(guān)管的功率也跟著減小了。大多數(shù)的人認(rèn)為，開(kāi)關(guān)管的功率就是電源的輸出功率，也就是說(shuō)，如果開(kāi)關(guān)管的最大功率是50W的話，那么這個(gè)電源各個(gè)輸出端的功率總和就不能大于50W，這個(gè)說(shuō)法有一定的片面性，理論上說(shuō)，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(lái)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(lái)計(jì)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?yàn)樽儔浩饔薪祲簲U(kuò)流的作用。因此，在一些媒體上看到關(guān)于“開(kāi)關(guān)管功率就是電源的輸出功率”的說(shuō)法應(yīng)該是錯(cuò)誤的，以這個(gè)解剖的劣質(zhì)電源為例，它所采用的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管型號(hào)是C4106，查資料得知，這個(gè)開(kāi)關(guān)管的最大功率是50W，允許流過(guò)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(fù)荷），則流過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流大約是4A左右。用C4106型號(hào)的開(kāi)關(guān)管還是可以的。但有一些大廠較好電源都會(huì)用到最大100W功率、最大電流10A的開(kāi)關(guān)管。按理說(shuō)，不必用到這么大的開(kāi)關(guān)管，其實(shí)，這就是劣質(zhì)電源跟名牌電源的一個(gè)不同之處了。大凡是開(kāi)關(guān)功率管都要留有一定的功率裕量，如果預(yù)留的功率不足，會(huì)大大縮短開(kāi)關(guān)管的壽命和極易因過(guò)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(kāi)關(guān)管都會(huì)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(huì)是采用廉價(jià)且功率裕量小的開(kāi)關(guān)管。但話又說(shuō)回來(lái)，如果你的主機(jī)不是掛著幾塊硬盤(pán)、幾個(gè)光驅(qū)的話，在改造的時(shí)候一般不必再去換上大功率的開(kāi)關(guān)管。因?yàn)樵趯?shí)際應(yīng)用中，像C4106之類的開(kāi)關(guān)管已經(jīng)夠用了，只要開(kāi)關(guān)管ICM（流過(guò)集電極的最大電流）大于5A即可不必再去動(dòng)它。當(dāng)然，用電大戶又另當(dāng)別論。

輸出功率不足是劣質(zhì)電源的最大特征，往往其標(biāo)注的輸出功率和實(shí)際輸出功率相差較大，有的實(shí)際輸出功率只有標(biāo)注功率的一半左右。要驗(yàn)證一個(gè)電源的實(shí)際輸出功率可以用定負(fù)載的方法來(lái)測(cè)量，就是說(shuō)，在電源的輸出端接上所能允許的最大負(fù)載，然后讓電源通電工作，若電源在此最大負(fù)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(biāo)注的各組電壓輸出電流來(lái)確定其最大負(fù)載，一般來(lái)說(shuō)，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(cè)試，可以忽略。在這個(gè)劣質(zhì)電源外殼所標(biāo)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(dòng)的最大負(fù)載， 3.3V組的最大電阻負(fù)載是0.275Ω ，5V和12V分別是0.23Ω和1.2Ω。負(fù)載電阻可以用電爐絲來(lái)代替。為這三組電壓接上對(duì)應(yīng)的負(fù)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(dòng)電源，迅速用萬(wàn)用表測(cè)量一下各組的電壓值，然后斷電，因?yàn)榇藭r(shí)各組的輸出是滿負(fù)荷工作的，這只是標(biāo)注的輸出電流，并不是實(shí)際所能輸出的電流，這時(shí)候很可能已經(jīng)過(guò)載了，若時(shí)間太長(zhǎng)，電源有燒毀的危險(xiǎn)。要是各組的輸出電壓達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)值，則這個(gè)電源就是夸大了，至于夸大多少，繼續(xù)測(cè)試就知道了。不斷地增大負(fù)載電阻的阻值，直至各組輸出的電壓達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值，此時(shí)綜合計(jì)算一下就可以知道實(shí)際的輸出功率了。在這里，本人為這個(gè)劣質(zhì)電源最終所加的負(fù)載電阻是3.3V組0.4Ω、5V組0.59Ω、12V組2.4Ω，經(jīng)過(guò)計(jì)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(gè)電源的輸出功率約為150W左右。說(shuō)明一點(diǎn)的是，這個(gè)電源是一個(gè)朋友換下來(lái)的，以前他用的CPU是賽揚(yáng) II/566M的，可將CPU換成了賽揚(yáng) II/1.1G后就頻頻死機(jī)了，采用交替更換法最后確定是這個(gè)電源功率不足所致，現(xiàn)在正好印證了這一點(diǎn)，因?yàn)樵瓉?lái)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(jī)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(gè)變壓器是不可換的，除非你是一個(gè)電子高手，否則的話最好不要碰它，因?yàn)槠涑跫?jí)的電感量和線徑及圈數(shù)關(guān)系到開(kāi)關(guān)管的安全，設(shè)計(jì)得不好一接上電就會(huì)燒開(kāi)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(jí)線圈連接的，在大多數(shù)的ATX電源中，次級(jí)都有兩個(gè)獨(dú)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(duì)管。一般來(lái)說(shuō)，名廠的電源會(huì)有三個(gè)這樣的管子，這三個(gè)整流管分別擔(dān)負(fù)3.3V、5V和12V的整流任務(wù)。但劣質(zhì)電源卻只有二個(gè)，它是將3.3V和5V共用一個(gè)整流管，想一想，3.3V和5V的耗電量加起來(lái)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(dāng)然不行，起碼要有30A以上的整流管才可以，一般選用3040這個(gè)型號(hào)的就可以。其實(shí)，就算是換了整流管也不見(jiàn)得其功率會(huì)猛增，但效果一定會(huì)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(dāng)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(wàn)記住不要?jiǎng)映跫?jí)，只拆下次級(jí)，并記下準(zhǔn)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(xiǎn)的方法。

濾波不足會(huì)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(chǔ)能，使得輸出的直流電更平滑，同時(shí)還可有效減小紋波電壓，還有就是用來(lái)阻隔有害的高頻脈沖。因此，在加大電容容量的同時(shí)不妨可以增加這樣一個(gè)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(huì)令電腦主機(jī)啟動(dòng)困難，甚至啟動(dòng)不了，這是因?yàn)闉V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(fēng)扇加點(diǎn)油，好讓它安靜點(diǎn)，揭開(kāi)風(fēng)扇中間的軟膠封，滴上幾滴潤(rùn)滑油就可大功告成。

好了，經(jīng)過(guò)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(dān)心其危害性了。像上述的這個(gè)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(dòng)的機(jī)子里，電腦跑得歡著呢，一點(diǎn)事也沒(méi)有。圖2就是劣質(zhì)電源需要改造的地方。