時間：2023-05-30 09:13:29
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇pc電源，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
電源在pc中的重要性往往容易被忽視，甚至有不少人抱著隨便的態(tài)度選購電源。殊不知，電源選購也是有門道的，一款好的電源有利于電腦穩(wěn)定健康運行。正如參加閱兵的部隊職能主要是保家衛(wèi)國，PC電源的職能主要是穩(wěn)定供電――簡單卻重要，“老套”卻不過時。讓我們以檢閱者的心態(tài)，回顧PC電源的“舊”常識、一覽PC電源（下統(tǒng)―簡稱電源）的新趨勢，以選購到優(yōu)質(zhì)、不過時的電源為目標(biāo)，前進(jìn)！
再加新標(biāo)準(zhǔn)，80PLUS變得更需警惕！
MC曾不止―次地向大家指出，評價電源除了看80PLUS認(rèn)證之外，還要關(guān)注EMl電磁傳導(dǎo)干擾、EMl電磁輻射干擾、電壓波動、紋波大小、交叉負(fù)載能力等諸多與性能和安全環(huán)保相關(guān)的指標(biāo)參數(shù)（相關(guān)參數(shù)在80PLUS官網(wǎng)或MC這類專業(yè)媒體的評測中都能看到）。但從普遍意義來說，80PLUS認(rèn)證與電源品質(zhì)成正比關(guān)系，80PLUS認(rèn)證的等級越高，意味著電源的轉(zhuǎn)換效率越高。想要提高轉(zhuǎn)換效率，也就通常意味著電源內(nèi)部的設(shè)計和元器件必須更好，這也就變相要求電源提高平均質(zhì)量水平。從這個角度看，“80PLUS認(rèn)證和電源品質(zhì)掛鉤”的說法有一定的道理。但還是那句話，不可盲信，尤其是80PLUS推出自牌等新標(biāo)準(zhǔn)后，降低了入門門檻，不可避免地放入了一些濫竽充數(shù)的型號。與之對應(yīng)，一些沒有通過80PLUS的產(chǎn)品，很可能只是因為設(shè)計思路和側(cè)重點不同，其產(chǎn)品實際的用料和品質(zhì)卻屬上乘，接下來具體問題具體分析。
警惕偽參數(shù)和偽標(biāo)簽
近幾年一直關(guān)注電源市場的用戶一定會發(fā)現(xiàn)市場的明顯變化，很多當(dāng)年充斥于一線市場專門忽悠消費者的垃圾電源逐步銷聲匿跡。這是一個可喜的變化，主要歸功于80PLUS概念的興起帶動了用戶對電源品質(zhì)的關(guān)注，同時銷售渠道的電商化、透明化、專業(yè)化也讓DIYer的識貨能力大大提升，讓垃圾產(chǎn)品生存更艱難。
但市場真的干凈了嗎？我看未必，偷斤短兩的型號從我們面前消失卻又可能去了3、4級不太發(fā)達(dá)的市場。另外，偷換概念、玩文字游戲、打球的產(chǎn)品則在一線市場猖獗了起來。比如有的產(chǎn)品大談電感效率、功率因數(shù)等單一指標(biāo)，并不對整體轉(zhuǎn)換效率產(chǎn)生決定影響，但卻有“不服跑個分，但別跟我瞎扯做工用料”的忽悠氣勢。更有一些廠商昧著良心偽造類似80PLUS的標(biāo)簽貼在機(jī)身上混淆視聽。不少消費者一看到“功率因數(shù)0.95”（以為是轉(zhuǎn)換效率）、“xx650”（不提額定瓦數(shù)，實際是峰值650W）、“白金認(rèn)證品質(zhì)”（以為是白金牌效率，其實跟80PLUS毫無關(guān)系）等字樣時很可能放松警惕。在這里除了提醒玩家們細(xì)心，還是細(xì)心、細(xì)心再細(xì)心！
警惕80PLUS隊伍中的濫竽充數(shù)者
以往PC電源、工作站和服務(wù)器的非冗余電源都要求在115V（交流電）下通過測試。對于國內(nèi)220V使用場景而言，電源要通過測試必須使用寬幅電壓設(shè)計，這就要求電源在PFC級使用更高規(guī)格的用料。而2014年4N份80PLUS增加了230VEU Interna頤目，廠商可以在降低PFC級的用料的同時也通過230V的80PLUS認(rèn)證。借此，原來一些只支持230V輸入的無牌電源也可以得到認(rèn)證的機(jī)會，截至本文截稿時已有超過100款電源通過該項目認(rèn)證（包括金牌產(chǎn)品）。本來Ecova只對送測的樣品負(fù)責(zé)，有時候市面上的零售版本和送測樣品會有些差異，這其中的貓膩之處不可不防。可以這么說，230V EU Internal認(rèn)證推出之后，考驗廠商業(yè)界良心的時刻到70權(quán)衡之下，消費者在選購時如果拿不定主意，不妨無視230V EU Intemal項目這個“后進(jìn)生”。與之類似的還有80PLUS白牌認(rèn)證，都是降低電壓適應(yīng)性的要求。白牌只有110V電壓下的檢測標(biāo)準(zhǔn)，缺乏230V下的量化指標(biāo)，對國內(nèi)220V電網(wǎng)環(huán)境的參考意義不大，廠商容易借此縮水、減配等等。通常情況下，我們認(rèn)為一款通過了80PLUS傳統(tǒng)銅牌級以上認(rèn)證的電源是靠譜的，其他的我們建議大家最好保持警惕。
“舊”常識：銘牌、元件、線路、結(jié)構(gòu)、功率
無論有沒有通過80PLUS等行業(yè)認(rèn)證，一個正規(guī)的電源總有一個正規(guī)的銘牌。總而言之，通常“看標(biāo)識別電源優(yōu)劣”很多時候是可行的。當(dāng)然，這需要消費者對電源的基本知識有大致的了解。
在國內(nèi)，“檢閱”一款電源的銘牌可以先從認(rèn)證開始，拋開貼假標(biāo)的情況，一款擁有80PLUS、3C、歐洲能源之星和環(huán)保之星標(biāo)準(zhǔn)等多個認(rèn)證貼標(biāo)的電源無疑是品質(zhì)的保障。當(dāng)然，如果一個電源的銘牌在關(guān)鍵電氣參數(shù)表格中有任何一個漏標(biāo)（如多路+12V不標(biāo)+12V聯(lián)合輸出功率）或亂標(biāo)（如不標(biāo)額定功率，只標(biāo)峰值功率），那么這樣的電源可以直接無視。連參數(shù)都不敢明說，這種遮遮掩掩的態(tài)度很難讓我們對電源的品質(zhì)有所期待。
新技術(shù)、新趨勢：使電源不易過時
電源行業(yè)要像其他數(shù)碼產(chǎn)品一樣融合最新科技、最酷體驗顯然不太容易。但在有心廠商的推動下，電源依然顯示出智能化和注重用戶體驗兩大亮點。
實時監(jiān)控電源狀態(tài)，并通過專用軟件進(jìn)行交互是近年來電源發(fā)展的一大趨勢。如Tt的ToughpowerDPS，通過APP實時顯示各項監(jiān)測數(shù)據(jù)，更有曲線圖表顯示、電費計算等人性化功能。還有海盜船CorsairLink數(shù)字控制技術(shù)，如海盜船RMi、AXi等系列電源都支持通過Corsa’lr Link軟件來實時監(jiān)控電源的工作情況。通過連接專用的Corsair Link套件，玩家還能輕松調(diào)節(jié)包括電源風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和LED燈效――這對“玩燈”一族而言是好消息，鍵盤、鼠標(biāo)、主板乃至電源的個性燈光都可以輕松掌握。不得不說，這些看似微小的創(chuàng)新對優(yōu)化用戶體驗是有幫助的。
在用戶體驗方面，電源的靜音效果也是各大廠商不懈追求的一個特性。靜音通常通過低轉(zhuǎn)速大風(fēng)扇、智能溫控、風(fēng)扇延遲散熱技術(shù)等途徑實現(xiàn)。如果你是完美主義者，近年來市面上出現(xiàn)的無風(fēng)扇、全靜音電源可以更好地滿足你的需求。無風(fēng)扇設(shè)計的電源用起來無疑是很舒適的，同時這也要求電源的轉(zhuǎn)換效率必須夠高，發(fā)熱才能盡可能少。通常，全靜音電源的元件品質(zhì)也要比常規(guī)產(chǎn)品更出色一些，以滿足耐高溫、長時間持續(xù)工作等苛刻要求。
Tips：“檢閱”電源還有這些要點
單、雙路+12V輸出的抉擇：電源的+12V輸出主要是負(fù)責(zé)CPU、顯卡等供電需要。應(yīng)對現(xiàn)在CPU和顯卡的性能不斷提升導(dǎo)致的功耗上升局面，單路設(shè)計可以提供更大的電流，更容易滿足CPU和顯卡的多樣化搭配需求。雙路+12V輸出電流都較同功率下的單路+12V輸出要小很多，顯得不夠靈活。單路輸出設(shè)計的電源也更適合極限超頻玩家使用，而雙路（或多路）+12V輸出的電源一般都會設(shè)計有限流電阻用來保護(hù)電源和其他硬件，因此更加適合追求穩(wěn)定性的用戶。從經(jīng)驗來看，一般的電源+12V輸出功率都占總功率的80%以上，如果占比過低則有虛標(biāo)嫌疑，不建議購買。
5V和+5Vsb：+5Vsb是輔助電源，主要給機(jī)箱開關(guān)等需要喚醒電腦開機(jī)所需功能的部分供電。它與+5V電源是有區(qū)別的，首先，電源通電后，就一直有+5Vsb電力輸出了，而主5V電力必須在電腦開機(jī)或被喚醒狀態(tài)下才有輸出。有多部USB設(shè)備需要連接電腦進(jìn)行“關(guān)機(jī)充電”的用戶可選擇+5Vsb電流充足的產(chǎn)品。
功率因素在交流電力系統(tǒng)里是針對電網(wǎng)的概念：功率因素低意味著電網(wǎng)能量損失高，為了吸收這部分無用能量，電力設(shè)備的設(shè)計容量、成本相應(yīng)增加。目前來看只要是主動式PFC電源，當(dāng)達(dá)到滿載時功率因素都高達(dá)99%以上，消費者通常也比較難遇到被動式PFC電源。近年來在高端電源上出現(xiàn)了交錯PFC（APFC電路的改進(jìn)）等結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，比如交錯PFC+全橋移相的結(jié)構(gòu)，交錯PFC+全橋LLC諧振甚至是無橋PFC技術(shù)（如海盜船AXl500i）――本文暫不展開進(jìn)行深度研討，若你對高端電源很有興趣不妨對這些技術(shù)進(jìn)行更詳細(xì)的挖掘。
模組：簡而言之，全模組電源的線材全部可拆卸，半模組電源除主板、CPU供電外的線材可以拆卸，而非模組電源全部線材不可拆卸。模組化接線設(shè)計的好處是，閑置接線可以拆下來，有利于機(jī)箱內(nèi)布線整潔。此外模組化還使得更換個性化包線（安裝線頭射燈、光帶線材）及根據(jù)機(jī)箱大小更換超長線、超短線等需求變成可能。但模組化接線也衍生了一些額外的接觸電阻，這種接觸電阻隨著時間的推移和插拔次數(shù)的增加會有所提高進(jìn)而導(dǎo)致更多的電壓損失（耗電越大，電壓損失的就越多，但廠家通過技術(shù)處理基本能降低該損失）。總的來看，模組化設(shè)計推高了電源的制造成本，而且可能增加產(chǎn)品故障的隱患，因此在服務(wù)器/工作站等行業(yè)應(yīng)用場景中都會使用非模組設(shè)計電源。
一、商用PC需要節(jié)能
多數(shù)企業(yè)用戶追求的是電腦性能、價格,對電腦的能耗卻不加以重視,然而在企業(yè)辦公中,員工每天上班打開電腦,然后就長達(dá)8小時以上的工作,離開電腦時也不會考慮關(guān)機(jī),但就這樣,不必要的電量被消耗了,據(jù)測算,一臺普通商用PC電腦的功耗大約在250至400W之間,如果以300W計算,一天開8小時,每個月的耗電量為72度,然而廠商專門設(shè)計的節(jié)能商用PC,可以將整機(jī)耗電量減少30%以上。
如果按商業(yè)用電1元/度計算,每臺電腦每年可節(jié)省250元以上,對于一個40人的小型企業(yè),一年下來可節(jié)省近上萬元電費,所以,對于企業(yè)用戶而言,節(jié)能成為繼性能和價格之外,衡量PC設(shè)備的又一項重要指標(biāo)。所以,企業(yè)用戶購買采用節(jié)能配件的商用PC,將有利降低電費的使用成本,那么,節(jié)能與哪些因素有關(guān)呢?商用PC又是如何做到節(jié)能的呢?
二、顯示器節(jié)能技術(shù)
對于商用PC而言,是否搭配節(jié)能顯示器,將意味著是否為企業(yè)降低了電費支出,畢竟顯示器是整臺PC中耗電較大的部件之一,普通液晶顯示器的功耗在35W以上,而節(jié)能液晶顯示器功耗為15W或更低。從背光技術(shù)來看,液晶顯示器分CCFL背光(即LCD顯示屏)和LED背光(即LED顯示屏)兩種。
在功耗表現(xiàn)上,LED顯示屏僅為傳統(tǒng)LCD顯示屏的十分之一。傳統(tǒng)CCFL背光的啟動電壓高達(dá)1600V,啟動后的電壓也有800V,而LED背光啟動電壓只有24V,啟動后的電壓更只有12V。在環(huán)保方面,傳統(tǒng)LCD燈管必須使用一種汞元素,這是一種對人體有害的物質(zhì),而LED背光光源沒有采用對環(huán)境有害的汞元素,非常環(huán)保健康。
在機(jī)身設(shè)計方面,由于LED背光源是由很多柵格狀的半導(dǎo)體組成,每個格子中都擁有一個LED半導(dǎo)體,這樣就可以實現(xiàn)光源的平面化,以提供優(yōu)異的亮度均勻性,而且不需要復(fù)雜的光路設(shè)計,整體功耗也更低,為此對于商用PC來說,搭配LED顯示器是最佳節(jié)能方案。
二、電源綠色節(jié)能技術(shù)
平時我們看到,某臺商用PC采用了400W高功率電源,然而額定功率并不代表真正的實際功率,在實際工作中,普通400W電源可能只能得到260W實際功率,而節(jié)能型350W電源能輸出280W實際功率,為什么會這樣呢?這主要是電源的轉(zhuǎn)換效率了,一般而言,電源可分為主動式PFC和被動式PFC兩種電路,采用主動式PFC電路的電源,其轉(zhuǎn)換效率一般只有65%甚至更低,而采用被動式PFC電路的電源可達(dá)到78%的轉(zhuǎn)換效率,同時搭配品質(zhì)更高的元器件,甚至達(dá)到了80%以上的轉(zhuǎn)換效率,從而有效降低了電源功率的損失。
商用PC的電源節(jié)能還與待機(jī)功耗有關(guān),企業(yè)員工每次下班后,關(guān)機(jī)后并不會切斷電腦的交流電源,電源依然處于通電狀態(tài),此時就必須消費電能,而企業(yè)用的電腦每天16小時處于待機(jī)狀態(tài),據(jù)了解,普通商用PC的電源工藝普通,內(nèi)部材料并不高,導(dǎo)致其待機(jī)功耗達(dá)到了4W,而節(jié)能商用PC的電源采用了低功耗、高效率的電源線路和主板設(shè)計,可以將待機(jī)功耗到1W或更低,僅3W待機(jī)功耗的差距,可能讓企業(yè)每年多浪費幾千元電費。
三、CPU、主板省電設(shè)計
對于企業(yè)用戶而言,電腦速度決定了工作效率,而CPU是體現(xiàn)整機(jī)性能的主要配件,然而CPU的高性能與低功耗往往矛盾,一般而言,CPU性能越高,功率也越大,發(fā)熱也越高。企業(yè)辦公即要出色的性能、更低的功耗以及更小的噪音,這在采用酷睿2平臺架構(gòu)的商用PC上得到了體現(xiàn),酷睿2通過一系列的創(chuàng)新技術(shù),如寬位動態(tài)執(zhí)行技術(shù)、智能內(nèi)存訪問技術(shù)等,使其性能提升了40%,而功耗則降低40%,使其功耗僅為65W,有的低電壓CPU將功耗降低至35W,為了滿足企業(yè)用戶需求,很多商用PC開始大量采用低功耗CPU。
低功耗CPU帶來的另一個好處,就是可以采用功率更小的散熱器,從而進(jìn)一步達(dá)到節(jié)能目的,與此同時,為了讓商用PC節(jié)能更出色,搭配節(jié)能主板是至關(guān)重要的,比如主板具備了對應(yīng)的節(jié)能技術(shù),配合節(jié)能CPU可以根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載動態(tài)調(diào)節(jié)CPU頻率,比如在文字辦公時降低CPU頻率以此節(jié)能。同時,很多商用PC的主板用料和設(shè)計出眾,并搭配了高品質(zhì)電容,確保供電的純凈度以及充足性,減少了電流的浪費和損失,因此,企業(yè)用戶購買商用PC時,需要考慮內(nèi)部主板是否具有節(jié)能功能。
四、量身定制:打造商用PC節(jié)能之道
關(guān)鍵詞：ATSE;PC級;CB級;選用；問題分析
ASTE即自行動作的轉(zhuǎn)換開關(guān)電器，是由一個或多個開關(guān)設(shè)備構(gòu)成的電器，該電器用于從一路電源斷開負(fù)載電路并自行連接至另外一路電源上。如市電與發(fā)電機(jī)電源的轉(zhuǎn)換。兩路市電的轉(zhuǎn)換。
《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(GB 50052―95)中，把電力負(fù)荷根據(jù)對供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失或影響程度分為三級，并且明確了各級負(fù)荷的供電要求：一級負(fù)荷應(yīng)由兩個電源供電，當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應(yīng)同時受到損壞。二級負(fù)荷宜由兩回線路供電。不屬于一級和二級負(fù)荷者為三級供電。另外在《高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB 50045―95，2005年版)中規(guī)定：高層建筑的消防控制室、消防水泵、消防電梯、防煙排煙風(fēng)機(jī)等的供電，應(yīng)在最末一級配電箱處設(shè)置自動切換裝置。基于以上規(guī)范的要求。為保證重要負(fù)荷及消防負(fù)荷供電的可靠性和連續(xù)性，在電氣設(shè)計和電氣工程實踐中。要經(jīng)常采用雙電源自動切換。
1、ATSE的分類
ATSE有PC級、CB級、CC級3種類別。
PC級ATSE：能夠接通、承載但不用于分?jǐn)喽搪冯娏鳌Ｔ揂TSE是以負(fù)荷隔離開關(guān)作為主體開關(guān)，加裝電動操作機(jī)構(gòu)、機(jī)械聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)、自動控制單元等一體化組裝而成。能快速接通、分?jǐn)嚯娐坊蜻M(jìn)行電路的轉(zhuǎn)換。操作性能可靠。
CB級ATSE：配備過電流脫扣器的ATSE。其主觸頭能夠接通并用于分?jǐn)喽搪冯娏鳌Ｔ揂TSE是以斷路器作為主體開關(guān)，切換由自動控制單元完成，有機(jī)械和電氣聯(lián)鎖功能。是各種ATSE解決方案中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的方案。一般情況結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，可靠性越低，因此CB級ATSE的可靠性低于PC級ATSE的可靠性。
CC級ATSE：能夠接通、承載，但不用于分?jǐn)喽搪冯娏?受短路電流沖擊后，主觸頭允許熔焊)。該ATSE的主體部分由接觸器構(gòu)成，切換功能由中間繼電器或邏輯控制模塊組成二次回路完成控制功能。目前電氣設(shè)計中較少采用。
2、ATSE選用中應(yīng)注意的問題
在選用ATSE時。經(jīng)常碰到如何選用ATSE以及選用PC級還是CB級ATSE的問題。經(jīng)過多個項目的應(yīng)用，筆者對于ATSE的選用有了一些體會。
2．1 轉(zhuǎn)換時間
ATSE每一次轉(zhuǎn)換都是一個斷電過程，會對系統(tǒng)產(chǎn)生一些影響。不同的負(fù)載和電源狀況，有不同的要求，需要給予注意。在確認(rèn)轉(zhuǎn)換時間時，要注意有兩種轉(zhuǎn)換狀態(tài)。一種是從常用電源到備用電源，一種是從備用電源返回到常用電源。
從常用電源轉(zhuǎn)換到備用電源，需要考慮不同負(fù)載允許的斷電時間，見表1。
表l 負(fù)荷允許斷電持續(xù)時間
較大的系統(tǒng)或者超過三級ATSE，要注意ATSE的轉(zhuǎn)換需要有一個“時間差”。一般而言，前級轉(zhuǎn)換要快于后級大約0.5s。
從備用電源恢復(fù)到常用電源，即復(fù)位，通常不希望常用電源一恢復(fù)就立即轉(zhuǎn)換。而需要在常用電源恢復(fù)正常一定時間后，ATSE再切換到常用電源。延時復(fù)位的目的在于確保常用電源正常。避免因為常用電源短時間恢復(fù)后再次故障，導(dǎo)致頻繁轉(zhuǎn)換或者柴油發(fā)電機(jī)頻繁啟動，所以，返回時間需要延時。
2．2使用類別
是反映ATSE在交、直流條件下對典型用途能夠可靠轉(zhuǎn)換的類別。使用類別由試驗電流、電壓、功率因數(shù)或時間常數(shù)、操作循環(huán)次數(shù)、通電時間、斷電時間等參數(shù)確定。
在《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備第6―1部分：多功能電器轉(zhuǎn)換開關(guān)電器》(CB／T 14048．11―2008，IEC 60947：2005，MOD)中，ATSE使用類別有明確的規(guī)定，見表2。
表2使用類別
注：A、B為根據(jù)應(yīng)用情況所要求的操作次數(shù)．詳見GB/T14048.1l-2008表8～表lO。
2．3 PC級與CB級ATSE的選用
a．由于PC級的ATSE的可靠性高于CB級．因此需要設(shè)置ASTE的地方，都可以使用PC級ATSE．特別是重要場合更應(yīng)優(yōu)先選用PC級ATSE．如果系統(tǒng)需要設(shè)置短路保護(hù)功能，只需在PC級ATSE前端設(shè)置短路保護(hù)電器。
b． 《低壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備固定式消防泵驅(qū)動器的控制器》(GB／T 21208―2007，IEC／Ts62091：2003，MOD)8．6．10．1明確規(guī)定：用于消防泵的ATSE應(yīng)符合PC級的要求。
C．在應(yīng)用PC級的ATSE時。需要注意執(zhí)行《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》(JGJ 16-2008)第7.5.4條第3款，即ATSE的額定電流不應(yīng)小于回路計算電流的125％，以保證自動轉(zhuǎn)換開關(guān)電器有一定的余量。
d． 《民用建筑電氣設(shè)計規(guī)范》7.5.4條規(guī)定：當(dāng)采用CB級ATSE為消防負(fù)荷供電時，應(yīng)采用僅具有短路保護(hù)功能的斷路器組成的ATSE，其保護(hù)應(yīng)與上下級保護(hù)電器具有選擇性配合。
2．4三極與四極ATSE選擇
三極ATSE主要用于同種性質(zhì)電源，一般是指同一電網(wǎng)下不同變壓器或不同線路等之間的轉(zhuǎn)換。四極ATSE主要由于不同性質(zhì)電源，一般是指市電與發(fā)電機(jī)電源的轉(zhuǎn)換。選擇原則：
a．正常供電電源與備用發(fā)電機(jī)之間應(yīng)選四極開關(guān)。
b．帶剩余電流動作保護(hù)的ATSE應(yīng)采用四極。
c．在兩個不同接地系統(tǒng)間電源切換開關(guān)應(yīng)采用四極。
3、結(jié)語
關(guān)鍵詞：ATSII、PC級、CB級
引言
在現(xiàn)代電氣設(shè)計對于雙投開關(guān)的選用變得越來越多，我國國家標(biāo)準(zhǔn)以及IEC標(biāo)準(zhǔn)將ATSE分類為PC級和CB級兩個級別，由于CB級ATSE存在著體積大，動作速度慢，機(jī)械聯(lián)鎖可靠性較差等缺點，其應(yīng)用領(lǐng)域正在逐步縮小，而PC級ATSE由于其結(jié)構(gòu)簡單，體積小，自身聯(lián)鎖，轉(zhuǎn)換速度快，安全，可靠已成為ATSE的主流。本文中針對兩種轉(zhuǎn)換開關(guān)的特點、結(jié)構(gòu)及性能做一下客觀的分析結(jié)合專業(yè)特點來談?wù)剬τ陔p投開關(guān)選用方面的設(shè)計體會。
1.對雙投開關(guān)選用的概述
在電氣設(shè)計中，常遇到對于一、二級負(fù)荷做配電，如消防負(fù)荷等重要負(fù)荷，此時就需要雙投切開關(guān)。而投切開關(guān)的選用往往值得細(xì)細(xì)考慮，否則可能對于用電設(shè)備及單位造成很大的經(jīng)濟(jì)及安全影響。
ATSC即雙電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)，由一個(或幾個)轉(zhuǎn)換開關(guān)電器和其他必需的電器(轉(zhuǎn)換控制器)組成，用于監(jiān)測電源電路、并將一個或幾個負(fù)載電路從一個電源轉(zhuǎn)換至另一個電源的開關(guān)電器。作為消防負(fù)荷和其他重要負(fù)荷的末端互投裝置，ATSE在工程中得到了廣泛的應(yīng)用，正確合理的選擇ATSE可確保重要負(fù)荷的可靠供電，ATSE在重要負(fù)荷的供電系統(tǒng)中是不可缺少和重要的一個環(huán)節(jié)。
ATS C在我國的發(fā)展有4個階段：兩接觸器型、兩斷路器型、勵磁式專用轉(zhuǎn)換開關(guān)和電動式專用轉(zhuǎn)換開關(guān)。
兩接觸器型轉(zhuǎn)換開關(guān)為第一代，是我國最早生產(chǎn)的雙電源轉(zhuǎn)換開關(guān)，它是由兩臺接觸器搭接而成的簡易電源，這種裝置因機(jī)械聯(lián)鎖不可靠、耗電大等缺點，因而在工程中越來越少采用。兩斷路器式轉(zhuǎn)換開關(guān)為第二代，也就是我國國家標(biāo)準(zhǔn)和IEC標(biāo)準(zhǔn)中所提到的C B級ATsE，它是由兩斷路器改造而成，另配機(jī)械聯(lián)鎖裝置，可具有短路或過電流保護(hù)功能，但是機(jī)械聯(lián)鎖不可靠。勵磁式專用轉(zhuǎn)化開關(guān)為第三代，它是由勵磁式接觸器外加控制器構(gòu)成的一個整體裝置，機(jī)械聯(lián)鎖可靠，轉(zhuǎn)換由電磁線圈產(chǎn)生吸引力來驅(qū)動開關(guān)，速度快。電動式專用轉(zhuǎn)換開關(guān)為第四代，是PC級ATSE，其主體為符合隔離開關(guān)，為機(jī)電一體式開關(guān)電器，轉(zhuǎn)換由電機(jī)驅(qū)動，轉(zhuǎn)換平穩(wěn)且速度快，并且具有過0位功能。
2，對Pc級和CB級的分析比較
1.從結(jié)構(gòu)可靠性來講，PC級ATSE可靠性高于采用斷路器組成的CB級ATSE(PC級是一體式的，而CB級是由2個斷路器和控制器組合的)。所以，高可靠性要求的場所，宜選用PC級ATSE。
2.從短路保護(hù)功能對比，PC級無短路保護(hù)功能(一體式相當(dāng)于一個投切隔離開關(guān))，CB級有短路保護(hù)功能(是靠斷路器實現(xiàn)的)。PC級前面加上短路保護(hù)電氣，系統(tǒng)就具備與CB級同樣的保護(hù)功能，但成本高。可靠性要求高，宜選用PC級產(chǎn)品；要求成本低可選用CB級。
3.斷開故障電源的時間不同，PC級ATS采用一體式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，勵磁驅(qū)動，簡單可靠，動作時間快，一般100-200Ms。觸頭為銀合金，觸頭分離速度大，有專門設(shè)計的滅弧室。體積小，只有CB級的1／2.具有耐短時電流。
CB級ATs是由兩臺斷路器為基礎(chǔ)，由控制器控制帶有機(jī)械連鎖的電動傳動機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)2路電源的自動轉(zhuǎn)換。切換時間1-2s。
4.要注意選擇適合負(fù)載特.1生的ATSE，此點非常重要，否則可能一次切換就導(dǎo)致開關(guān)損壞。帶電感負(fù)載的ATSE宜選用具有南京亞派科技APEQ3使用類別的ATSE.符合這種要求的開關(guān)，觸頭材料應(yīng)當(dāng)是銀合金，開啟速度要較快，還必須有專門的滅弧裝置。
5.操作、維護(hù)、更換的方便性：PC級是體一性的，控制器應(yīng)當(dāng)是外置式設(shè)計，也就是可以不用拆開關(guān)就可以方便快捷更換控制器。而C B級，短路保護(hù)跳閘以后需要專門的操作才能夠恢復(fù)。如果出現(xiàn)其中一個斷路器故障，就必須整個更換新的同型號ATSE，出現(xiàn)故障將會導(dǎo)致長期停電。
Key words: ATSEtransfer conditiontransfer timeUtilization categories Choosing of parameters。
摘要：本文簡單介紹了ATSE目前的基本狀況，提出了合理選擇ATSE除考慮其型式、電壓、額定電流、級數(shù)外，更必須明確ATSE的轉(zhuǎn)換條件、轉(zhuǎn)換時間和使用類別這三個ATSE特殊的參數(shù)。對各種參數(shù)的選擇提出了建議。
關(guān)鍵詞：ATSE 轉(zhuǎn)換條件 轉(zhuǎn)換時間 使用類別 參數(shù)選擇
中圖分類號： TL503.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：
ATSE已經(jīng)越來越廣泛運用在各種重要用電場合，筆者發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)設(shè)計師在選擇ATSE時，僅僅關(guān)注其額定電流和級數(shù)，而對決定ATSE工作特性的關(guān)鍵指標(biāo)：轉(zhuǎn)換條件、使用類別和轉(zhuǎn)換時間未加注意，故特寫此文僅供參考。
一、關(guān)于ATSE的一些基本狀況
1. ATSE是決定電源能否正常供應(yīng)的關(guān)鍵開關(guān)。規(guī)范要求對重要負(fù)荷設(shè)計兩路電源供電，而雙電源供應(yīng)系統(tǒng)的可靠性，基本上取決于ATSE的可靠性，ATSE的故障損失大于其他電器的故障損失，可靠性是選擇ATSE的主要依據(jù)。
2. ATSE是低壓開關(guān)中最復(fù)雜的開關(guān)，是真正的智能型開關(guān)，一個完整的ATSE包括開關(guān)本體＋控制器，其中開關(guān)本體決定ATSE的電氣特性，控制器決定ATSE的轉(zhuǎn)換特性。因為用途的不同，往往一種開關(guān)本體可以組合不同的控制器，實現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)換特性。控制器是ATSE的大腦，但目前被普遍忽視，這是我國ATSE從設(shè)計、制造到應(yīng)用最大的問題。
3. ATSE還沒有實施CCC認(rèn)證，唯一能夠證明產(chǎn)品符合ATSE要求的依據(jù)就是CQC認(rèn)證，目前國內(nèi)有幾百個ATSE品牌，但依據(jù)中國質(zhì)量認(rèn)證中心公開的資料，只有50幾家通過CQC認(rèn)證，還有大量未經(jīng)任何型式試驗的產(chǎn)品在使用，埋下很大安全隱患。無論是什么品牌的ATSE，都必需進(jìn)行CQC認(rèn)證才能夠銷售和使用。
4. ATSE已經(jīng)有產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（GB/14048.11）和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（見《民規(guī)》相關(guān)條文），但還沒有統(tǒng)一的驗收標(biāo)準(zhǔn)，由于受到現(xiàn)場條件限制，實際場合都是在無負(fù)載狀況下，切斷常用電源，檢查ATSE是否轉(zhuǎn)換到備用電源，然后接通常用電源，檢查ATSE是否自動復(fù)位。有的項目甚至沒有任何驗收，發(fā)現(xiàn)不了有質(zhì)量問題的產(chǎn)品，留下很大的安全隱患，只有在設(shè)計、采購階段嚴(yán)格控制。
5. 絕大部分的設(shè)計師在設(shè)計ATSE時，往往只考慮額定電流和級數(shù)，而對決定ATSE核心功能“在電源故障下可靠轉(zhuǎn)換”的參數(shù)：“轉(zhuǎn)換條件、使用類別和轉(zhuǎn)換時間”普遍未予重視，而這三個重要參數(shù)也是不同品牌的差異所在。因為ATSE市場供應(yīng)的混亂和型號標(biāo)注的不規(guī)范，僅僅標(biāo)注型號、電流、級數(shù)三項指標(biāo)，對ATSE幾乎沒有“控制力”，最后導(dǎo)致使用不合適的產(chǎn)品，留下潛在隱患。
二、ATSE的選用
1. 選用前要檢查供應(yīng)商產(chǎn)品下列資料：
1.1 要選擇經(jīng)過CQC認(rèn)證的產(chǎn)品。制造商必須能夠提供與CQC證書相符合的完整檢 測報告。注意制造商通過認(rèn)證的電流等級，采用的電流等級必須通過CQC認(rèn)證。
1.2 注意了解供應(yīng)商的控制器功能，控制器的功能決定了ATSE的轉(zhuǎn)換特性。還要注意電源故障的判定方式，不同的判定方式會影響延時轉(zhuǎn)換特性。
1.3 如果供應(yīng)商有多種控制器，要按照ATSE本體＋控制器組合方式選擇ATSE。
2. ATSE型式選擇：
ATSE有PC級和CB級兩種型式，在選擇時，應(yīng)注意下列問題：
2.1 PC級ATSE的可靠性高于CB級ATSE：ATSE是一種轉(zhuǎn)換開關(guān)，其可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)是轉(zhuǎn)換可靠性。到目前為止，世界上CB級ATSE都是由兩個斷路器構(gòu)成本體，是各種ATSE解決方案中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的方案（CB級ATSE每一次轉(zhuǎn)換，都需要一個斷路器分?jǐn)啵硗庖粋€斷路器接通，其運動部件比PC級ATSE多一倍以上），按照“結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，可靠性越低”的原則，CB級ATSE的可靠性低于PC級ATSE的可靠性（就如同斷路器的可靠性低于負(fù)荷開關(guān)的可靠性一樣的道理）。另外，世界著名的ATSE專業(yè)廠商，例如ASCO、GE、溯高美等，只制造PC級ATSE，不生產(chǎn)CB級ATSE（盡管CB級ATSE功能更多，技術(shù)開發(fā)更加簡單，成本也更低），也說明PC級ATSE是更加合理的ATSE方案。
2.2 所有需要設(shè)置ATSE的地方，都可以采用PC級ATSE（如果系統(tǒng)需要短路保護(hù) 功能，只需在PC級ATSE前端/后端設(shè)置短路保護(hù)電器即可）；
2.3 按照《IEC62091固定式消防泵控制器》標(biāo)準(zhǔn)，用于消防泵的ATSE只能夠采用 PC級ATSE（可以延伸為，用于消防設(shè)備的ATSE，應(yīng)采用PC級ATSE）；
2.4 最新《民規(guī)》已經(jīng)明確提出：“微斷不宜用作CB級ATSE的主開關(guān)”。
同時明確規(guī)定：“當(dāng)采用CB級ATSE為消防負(fù)荷供電時，應(yīng)采用僅具有短路保護(hù)功能的斷路器組成的ATSE，其保護(hù)選擇性應(yīng)與上下級保護(hù)電器相配合。”
2.5PC級ATSE要校驗短路特性：ATSE是重要開關(guān)，必需具備抵抗安裝地點電流沖擊的能力。ATSE標(biāo)準(zhǔn)是用Icw或者額定限制短路電流（其概念是指ATSE前端SCPD保護(hù)動作完成后，ATSE仍然能夠可靠的轉(zhuǎn)換和導(dǎo)電）表示開關(guān)的抗電流沖擊能力。
3. ATSE參數(shù)選擇：
明確ATSE選擇的參數(shù)，是正確選擇ATSE的首要條件，按照ATSE標(biāo)準(zhǔn)，要合理的選擇ATSE，就必需明確：額定工作電壓Ue、額定工作電流Ie、頻率、相數(shù)、額定限制短路電流、轉(zhuǎn)換條件、使用類別、轉(zhuǎn)換時間等。ATSE是一種轉(zhuǎn)換開關(guān)，轉(zhuǎn)換條件和使用類別是決定ATSE功能和可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)。
3.1 額定工作電壓、頻率、電流和相數(shù)：這些參數(shù)僅僅表明ATSE滿足作為“導(dǎo)體”最基本的要求，ATSE必需能夠滿足所在地的電壓、頻率、電流和相數(shù)要求，一般電氣工程師已經(jīng)很熟悉。
3.2 轉(zhuǎn)換條件：我們需要ATSE的目的，就是需要在“特定”的條件下ATSE能夠自動可靠的轉(zhuǎn)換。這個“特定條件”就是ATSE的轉(zhuǎn)換條件，或轉(zhuǎn)換前提，是選擇ATSE首要考慮要素。
在數(shù)字衛(wèi)星接收機(jī)開關(guān)電源的維修中，有時會遇到這樣的情況：同類開關(guān)電源不同部位元件損壞，表現(xiàn)出相同的故障現(xiàn)象。對此類問題進(jìn)行歸納總結(jié)，有利于增強(qiáng)對某一類開關(guān)電源電路原理的理解，提高維修技術(shù)水平，快速維修受損的開關(guān)電源。
以XX0380R為核心元件構(gòu)成的開關(guān)電源，具有電路簡捷、保護(hù)措施完善等優(yōu)點，被金泰克KT-D8320F、通達(dá)TDR-6000S、海克威HC-2000、中大WS-9618、九洲D(zhuǎn)VS-398E等眾多品牌數(shù)字機(jī)采用。在該類開關(guān)電源的檢修實踐中，發(fā)現(xiàn)有時受損開關(guān)電源發(fā)出“吱吱”聲的故障，但故障部位并不完全相同。現(xiàn)以金泰克KT-D8320F數(shù)字機(jī)開關(guān)電源為例，簡述之。（圖為金泰克KT-D8320F數(shù)字機(jī)開關(guān)電源相關(guān)電路原理圖）
[例1] 開機(jī)無任何顯示，可聽到開關(guān)電源發(fā)出的“吱吱”聲。
打開機(jī)蓋，先測量開關(guān)電源各電源輸出電壓，各組電源輸出電壓均明顯偏低，下降幅度約為正常值的一半，拔下電源板與主板的連線，查各組電源輸出端無短路故障。根據(jù)檢修經(jīng)驗，開關(guān)電源各組電源輸出電壓偏低，判斷故障可能發(fā)生在取樣電壓反饋網(wǎng)絡(luò)，于是重點對N2（PC817）、IC3（TL431）及元件進(jìn)行了檢查，當(dāng)更換IC2（PC817）后，故障排除。
[例2] 開機(jī)無任何顯示，可聽到開關(guān)電源發(fā)出的“吱吱”聲。
實測開關(guān)電源各組電源輸出電壓，12V組電源正常，其他各組電源輸出電壓均比正常值偏低。拔下電源板與主板的連線，故障依舊，說明故障應(yīng)發(fā)生在電源板。查取樣電壓反饋電路未發(fā)現(xiàn)異常。后測量N1（5M0380R）各引腳電壓時發(fā)現(xiàn)其③腳電壓隨著開關(guān)電源發(fā)出“吱吱”聲而不停變動，于是對5M0380R③腳外接的C7、R2、R3、D2等元件進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)R3（20Ω）已斷路，更換R3后，接通電源試收，故障排除。
數(shù)字機(jī)開關(guān)電源發(fā)出的“吱吱”聲，說明其振蕩頻率已降至聲頻范圍，電路中存在故障。通過上述實例及平時對該類開關(guān)電源的維修經(jīng)驗，對該類開關(guān)電源可能引起此類故障現(xiàn)象的原因歸納總結(jié)如下：
1、負(fù)載過重。一般主要是電源輸出端或與電源輸出端連接的主板部分電路存在短路故障，為了確定短路故障的范圍，可先斷開開關(guān)電源與主板的連線。當(dāng)斷開連線時，開關(guān)電源輸出電壓恢復(fù)正常，則說明短路故障發(fā)生在主板相關(guān)電路，如斷開電源板與主板的連線后故障依舊，則短路故障發(fā)生在開關(guān)電源的電路中。但無論短路故障發(fā)生在主板還是在電源板，只需在斷電的情況下，用萬用表測量相關(guān)電路的阻值，即可很容易確定短路部位，進(jìn)而查出受損元件。
2、電壓取樣反饋網(wǎng)絡(luò)故障。發(fā)生此類故障時一般電源各組輸出電壓均偏低，或只有帶穩(wěn)壓器件的電源支路輸出電壓正常，很容易判斷其取樣反饋電路存在故障，使正常的反饋信號無法傳遞到主變換電路。電壓取樣反饋電路通常采用精密穩(wěn)壓器件TL431和光電耦合器PC817為主要元件組成，應(yīng)重點檢查穩(wěn)壓器件TL431、光電耦合器PC817及取樣電阻等相關(guān)元件。
3、主變換電路故障。當(dāng)數(shù)字機(jī)接通電源時，電源板整流、濾波電路產(chǎn)生的約300V直流電壓，一路經(jīng)開關(guān)變壓器初級繞組加至XX0380R②腳，另一路經(jīng)啟動電阻降壓后加至XX0380R③腳，XX0380R內(nèi)部振蕩電路開始工作，在初級繞組中產(chǎn)生感應(yīng)脈沖電壓，由于電磁耦合作用，反饋繞組也會產(chǎn)生感應(yīng)脈沖電壓，反饋繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓經(jīng)二極管整流、電阻限流（有的數(shù)字機(jī)此類開關(guān)電源無此限流電阻）、電容濾波后得到直流電壓，注入XX0380R③腳，為XX0380R內(nèi)部電路提供工作電源，這就是此類開關(guān)電源的完整工作過程，其中各環(huán)節(jié)均無故障才能保證開關(guān)電源的正常工作。如反饋電路發(fā)生故障，雖主變換電路能正常起振，但也會因無電源而無法維持正常的工作狀態(tài)，表現(xiàn)為起振后立即停振， 發(fā)出“吱吱”聲。■
關(guān)鍵詞:Windows Mobile;電源管理;PXA270;功耗
中圖分類號:TP311
如今在以數(shù)碼消費產(chǎn)品為代表的嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域,大多數(shù)系統(tǒng)采用電池供電,由于電池容量有限,這使得實現(xiàn)產(chǎn)品的低功耗,延長待機(jī)時間成為一個重要的課題。在已確定硬件電路功耗的情況下,提高電池電源的使用效率是實現(xiàn)低功耗的一個重要任務(wù),其基本思想是在系統(tǒng)中沒有任務(wù)等待運行時,把系統(tǒng)置于盡可能低的能量狀態(tài),等到有任務(wù)需要執(zhí)行時,再將其快速喚醒,盡可能有效地利用功耗。
1 Windows Mobile中的電源管理
WinCE系列操作系統(tǒng)中的電源管理模塊正是出于后者的考慮而出現(xiàn)的,圖1為電源管理(Power Manager)的運行機(jī)制。該模塊根據(jù)系統(tǒng)實際運行情況,以CPU為中心,管理器件和外設(shè)的功耗狀態(tài),實現(xiàn)系統(tǒng)在不同電源狀態(tài)間的轉(zhuǎn)換,從而在保證系統(tǒng)性能的前提下降低功耗。而Windows Mobile系統(tǒng)針對其專用于移動通信平臺的特點,對電源管理部分做了進(jìn)一步的定制,使其具有更好的效能,進(jìn)一步提高系統(tǒng)的電源效率。Power Manager的實現(xiàn)在軟件上需要OS內(nèi)核、驅(qū)動層及應(yīng)用層的協(xié)作,對于預(yù)先定義好的系統(tǒng)電源狀態(tài),Power Manager將這些狀態(tài)映射到具體的CPU電源狀態(tài)和設(shè)備電源狀態(tài),在系統(tǒng)電源狀態(tài)切換時就會執(zhí)行對應(yīng)的CPU和外設(shè)的電源狀態(tài)切換操作。
1.1 電源管理與系統(tǒng)其他部分的交互
在Windows Mobile中Power Manager以名為PM.dll的動態(tài)鏈接庫形式在啟動時被設(shè)備管理器Device.exe加載如圖2所示。
應(yīng)用程序可通過API申請將系統(tǒng)電源置于一定的狀態(tài),同時也可申請將指定設(shè)備設(shè)置于特定的電源狀態(tài),應(yīng)用程序也可以申請電源狀態(tài)通知,以便在系統(tǒng)電源狀態(tài)切換時收到消息以執(zhí)行對應(yīng)的操作。當(dāng)需要切換系統(tǒng)電源狀態(tài)時,電源管理模塊與電源管理的設(shè)備通信,進(jìn)而調(diào)用這些設(shè)備的電源相關(guān)函數(shù),實現(xiàn)對這些設(shè)備的電源管理,同時如果有應(yīng)用程序或設(shè)備驅(qū)動申請了電源狀態(tài)通知,則電源管理模塊會向消息隊列中發(fā)送消息。
1.2 [ZK(]Windows Mobile中的電源狀態(tài)以及狀態(tài)間的切換
Windows Mobile有兩個版本,SmartPhone和Pocket PC,這里采用是Windows Mobile 6的Pocket PC,它定義了以下幾個電源狀態(tài)(Windows Mobile的電源狀態(tài)是不能像WinCE那樣再定制的):
ON: 用戶與系統(tǒng)交互時的狀態(tài);
Backlight OFF: 在一段時間內(nèi)(默認(rèn)15 s),如果┮恢豹沒有用戶操作就關(guān)閉背光,這時其他的設(shè)備都沒變化;
Screen OFF: 一般由某些程序指定,才進(jìn)入這個狀態(tài)。比如音樂播放器程序,當(dāng)你聽音樂時按下某個鍵可以將屏幕關(guān)閉;
Suspend: Pocket PC的睡眠模式,幾乎所有設(shè)備都被關(guān)閉,直到某個硬件設(shè)備觸發(fā)中斷才將系統(tǒng)喚醒,這是Pocket PC系統(tǒng)中功耗最低的一個狀態(tài),對這個狀態(tài)的實現(xiàn)直接影響到待機(jī)時間;
Resuming: Pocket PC被喚醒后的狀態(tài),這時屏幕是關(guān)閉的,并啟動一個15 s的計時器,在這段時間內(nèi)決定接下來進(jìn)入哪個狀態(tài),如果計時器超時則重新回到睡眠狀態(tài);
Unattended: 這個狀態(tài)只在Pocket PC中被使用,用戶對其不會有所察覺,即程序在后臺執(zhí)行。
這里可以用系統(tǒng)電源狀態(tài)機(jī)來簡單地描述Windows Mobile的電源管理策略。以Pocket PC為例,系統(tǒng)電源狀態(tài)機(jī)如圖3所示。
系統(tǒng)內(nèi)部的電源管理器負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)電源狀態(tài)的轉(zhuǎn)換,電源狀態(tài)的轉(zhuǎn)換主要由計時器超時(Timeout)、電源鍵事件(ON/OFF Event)、用戶操作(User Activity)等方式觸發(fā)。
2 PXA270平臺上電源管理的實現(xiàn)
電源管理的實現(xiàn),涉及到系統(tǒng)中軟件硬件的互相配合。對于軟件來說,涉及到各個層面,包括Windows Mobile內(nèi)核和設(shè)備驅(qū)動,這二者主要負(fù)責(zé)電源管理在處理器和物理外設(shè)等硬件上的實現(xiàn),另外有些應(yīng)用程序也會有涉及,這主要是系統(tǒng)電源狀態(tài)與具體應(yīng)用需求之間的協(xié)調(diào)。這里應(yīng)用的平臺是開發(fā)的基于PXA270的Windows Mobile智能手機(jī)平臺,該平臺搭載了NXP的基帶處理器及其電路,以實現(xiàn)GSM通信。另外,還有藍(lán)牙、攝像頭等功能模塊,因此對該平臺進(jìn)行電源管理優(yōu)化是十分必要的。
2.1 內(nèi)核電源管理的實現(xiàn)
2.1.1 Suspend/Resume模型
對于SmartPhone,采用的是Always On模型,只是在工作一段時間后關(guān)閉背光和屏幕,但是系統(tǒng)仍在運行。該平臺實現(xiàn)的是Pocket PC,采用Suspend/Resume模型,在系統(tǒng)處于空閑時,可將系統(tǒng)置于Suspend狀態(tài),此時系統(tǒng)處于最低的功耗狀態(tài),在必要時再將其喚醒。在兩個模型之間需要權(quán)衡,雖然Always On沒有休眠模式,但是Suspend/Resume在Suspend和ON之間切換也是需要消耗大量能量的。系統(tǒng)電源狀態(tài)的切換最終會導(dǎo)致內(nèi)核中OEM函數(shù)的調(diào)用,下面重點介紹內(nèi)核中電源管理的實現(xiàn),在Windows Mobile的樣例BSP中有示例代碼框架在Off.c和Xllp_SuspendAndResume.c可供參考。
2.1.2 Suspend流程
在平臺實現(xiàn)上,切換至Suspend狀態(tài)時會調(diào)用OEMPowerOff函數(shù),此時會將外設(shè)關(guān)閉,將PXA270處理器置于sleep模式,OEMPowerOff中Suspend的具體流程,即Xllp_SuspendAndResume函數(shù)如下:
(1) 設(shè)置當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器CPSR的I位和F位,以禁止IRQ和FIQ中斷;
(2) 根據(jù)第一步中獲得的地址,將Power,Interrupt,GPIO,CLOCK等硬件平臺及OS相關(guān)的寄存器保存在Xllp_SuspendAndResume函數(shù)的全局變量中,即將這些寄存器的值保存于SDRAM中;
(3) 保存ARM架構(gòu)下處理器模式的相關(guān)寄存器值,除了User模式的6種處理器模式,需保存的是SP,LR,和SPSR。另外,FIQ模式還需保存R8~R12。為了使用stmdb批拷貝指令,在此使用“偽堆棧”,即用SDRAM中的物理空間來模擬堆棧;
(4) 配置MDREFR寄存器,設(shè)置好SDRAM的自刷新頻率,在sleep模式下,SDRAM將處于自刷新狀態(tài)以維持之前保持的狀態(tài)數(shù)據(jù),供系統(tǒng)喚醒時恢復(fù)到suspend之前的狀態(tài);
(5) 利用PSPR寄存器來保存Resume參數(shù)的物理地址,如重啟原因、睡眠模式等, PSPR的數(shù)據(jù)在sleep時不會丟失;
(6) 配置PWER,PRER或PFER寄存器,以使能特定的喚醒源,這里設(shè)置RTC、來電RING中斷和電源鍵的喚醒;
(7) 保存當(dāng)前處理器模式的狀態(tài)寄存器,保存MMU寄存器,保存Resume的返回地址XllpResumePhase3,回寫Cache,配置CP14寄存器CR7,讓處理器進(jìn)入sleep模式。到此,PXA270進(jìn)入sleep模式,系統(tǒng)處于Suspend電源狀態(tài)。
2.1.3 Resume流程
總的說來,Resume流程與Suspend是相反的,處理器初始化之后,會載入Suspend之前保存在SDRAM中的各種狀態(tài)參數(shù),恢復(fù)之前狀態(tài),其流程簡要介紹如下:
(1) 當(dāng)已使能的喚醒事件發(fā)生時,處理器會從BootLoader啟動,進(jìn)行基本的硬件初始化之后,會判斷是Reset,還是sleep Resume,如果是后者,則會跳轉(zhuǎn)到Xllp_ResumePhase2A;
(2) 在Xllp_ResumePhase2A中首先會將保存在PSPR中的參數(shù)取出,檢查無錯誤后,重新配置好MMU,載入處理器狀態(tài)寄存器和堆棧,跳轉(zhuǎn)至XllpResumePhase3;
(3) 在XllpResumePhase3載入所在環(huán)境的處理器狀態(tài)寄存器,接著逐級返回至OEMPowerOff函數(shù),在OEMPowerOff函數(shù)中會獲得喚醒源,然后退出;
(4) 此時系統(tǒng)由Power Manager置于Resuming狀態(tài),Power Manager根據(jù)喚醒源判斷是否將系統(tǒng)置于ON,還是繼續(xù)Suspend。
此時,系統(tǒng)狀態(tài)已經(jīng)恢復(fù)至睡眠之前,結(jié)束了Resume流程,完成對系統(tǒng)的喚醒。
2.2 設(shè)備驅(qū)動電源管理的實現(xiàn)
除了對處理器的電源管理,Power Manager還有┮桓霆主要工作就是平臺上設(shè)備的電源管理。對于只有ON和OFF兩種電源狀態(tài)的設(shè)備,Power Manager通過DeviceIOControl在Suspend和Resuming時分別調(diào)用各設(shè)備驅(qū)動中實現(xiàn)的PowerUp和PowerDown函數(shù),以開啟和關(guān)閉設(shè)備。在該平臺上大多數(shù)設(shè)備都屬于這種管理方式,包括LCD,Audio Codec等,這些工作主要是在Wince流驅(qū)動的IOControl中執(zhí)行一些開啟或者關(guān)閉處理器I/O電源的操作。
對于GSM和藍(lán)牙等較復(fù)雜的設(shè)備,需要能及時喚醒,如在系統(tǒng)Suspend來電時,GSM模塊需快速喚醒并做出響應(yīng),因此這些設(shè)備也支持sleep等模式。在進(jìn)入Suspend會相應(yīng)調(diào)用這些設(shè)備驅(qū)動的sleep函數(shù),進(jìn)入設(shè)備的省電模式,而在Resuming時也會調(diào)用對應(yīng)的退出sleep的函數(shù),以實現(xiàn)快速喚醒。
2.3 應(yīng)用程序電源管理的實現(xiàn)
在此以自己編寫的基于DirectDraw的照相程序為例來說明應(yīng)用程序中電源管理的實現(xiàn)。
首先,在開啟照相程序時,預(yù)覽一段時間沒有操作后,不希望按照定時器的值進(jìn)入Suspend,此時需定時修改SuspendTimeout,以阻止系統(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。具體做法是:啟動一個30 s的定時器,每30 s調(diào)用一次SystemIdleTimerReset函數(shù)。
另外,由于該照相程序是Overlay顯示效果,在進(jìn)入拍照程序后,如果按下電源鍵進(jìn)入Suspend狀態(tài),再喚醒時系統(tǒng)仍處于拍照程序,但是由于PXA270的LCD Controller沒有再次創(chuàng)建Overlay層,因此程序不能顯示圖像。從使用者的角度考慮,在系統(tǒng)Reume之后照相程序應(yīng)能恢復(fù)正常。做法如下:在程序中創(chuàng)建一個線程,用CreateMsgQueue創(chuàng)建一個消息隊列,調(diào)用RequestPowerNotifications申請獲得電源管理消息,然后調(diào)用WaitForSingleObject等待通知,當(dāng)收到Suspend的消息時,對程序窗口發(fā)送重新初始化Overlay的消息,在Resume后,程序會馬上執(zhí)行重新初始化的流程,照相程序恢復(fù)正常。
3 數(shù)據(jù)分析
對系統(tǒng)運行時幾個典型電源狀態(tài)的電流值做了測量,數(shù)據(jù)如表1所示。
關(guān)鍵詞：以太網(wǎng)供電；供電設(shè)備；MSP430F148；TPS2384；FC-BUS
引言
以太網(wǎng)電源技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.3af對路由器、變換機(jī)和集線器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過以太網(wǎng)電纜向IP電話、安全系統(tǒng)以及WLAN接入點等設(shè)備提供電源的方式進(jìn)行了規(guī)定。
德州儀器公司先后推出了電源管理芯片TPS2383和TPS2384I它們兼容802.3af標(biāo)準(zhǔn)，可以通過一條標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)線纜提供直流電源并傳輸數(shù)據(jù)，可以廣泛應(yīng)用于以太網(wǎng)交換機(jī)、路由器、集線器等中跨設(shè)備，也可以和上述設(shè)備集成在一起更加方便應(yīng)用。本設(shè)計主要基于TPS2384設(shè)計出符合IEEES02.3af標(biāo)準(zhǔn)的供電設(shè)備。
IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)
IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)定義了一種允許通過以太網(wǎng)在傳輸數(shù)據(jù)的同時輸送48V直流電源的方法，它將以太網(wǎng)供電(PoE)技術(shù)引入到現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中，和原有的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相兼容，它最大能提供12.95W的功率，傳輸距離為100m。
PoE由兩部分組成：供電設(shè)備(PSE)和受電設(shè)備(PD)。PSE負(fù)責(zé)將電源注入以太網(wǎng)線纜，并實施功率的規(guī)劃和管理。IEEE802.3af標(biāo)準(zhǔn)定義了端接式和中跨式兩種類型的PSE，端接式PSE是支持PoE的以太網(wǎng)交換機(jī)、路由器、集線器或其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，這種設(shè)備在CAT-5線纜的信號線對或備用線對上傳輸電源；中跨式PSE是專門用于電源管理的設(shè)備，不進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，它通常和數(shù)據(jù)交換設(shè)備放在一起協(xié)同工作，以完成以太網(wǎng)供電的功能。PSE主要完成對PD的偵測、分級、供電、斷電等功能，PD負(fù)責(zé)任網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備中分離出48V電源和數(shù)據(jù)信號，并將48VDC電源變壓為通常情況下終端設(shè)備工作所需的5VDC。在PSE對PD進(jìn)行偵測、分級時，PD應(yīng)做出相應(yīng)的反應(yīng)，同時，在PSE供電過程中，PD通過維持功率特征發(fā)送持續(xù)工作信號。
硬件體系結(jié)構(gòu)與組成
在POE系統(tǒng)中，PSE是主要部分。PSE除了完成上述電源管理功能外，在一些特殊應(yīng)用場合，還必須能夠提供各路PD的實時工作參數(shù)，并且可以通過運行于PC上的終端監(jiān)控程序來監(jiān)控整個系統(tǒng)。PSE系統(tǒng)分為硬件和軟件兩部分，圖1為供電系統(tǒng)的硬件體系結(jié)構(gòu)圖。
系統(tǒng)主要由電源模塊、電源轉(zhuǎn)換電路、TPS2384及其電路、MSP430F148及其電路、CP2102及其電路組成。單片機(jī)MSP430F148通過FC-BUS對TPS2384內(nèi)部寄存器進(jìn)行讀寫，從而完成電源管理功能；通過模式設(shè)置信號線來設(shè)置TPS2384的工作模式；通過出錯中斷信號線獲得來自于TPS2384的出錯中斷信號，從而通過復(fù)位信號線對TPS2384產(chǎn)生有效的低電平復(fù)位脈沖信號。同時，MSP430F148通過內(nèi)部UART模塊，經(jīng)過CP2102橋接為USB接口后完成與PC上終端監(jiān)控程序的通信，這樣就可以對系統(tǒng)進(jìn)行直觀的監(jiān)控，并且當(dāng)系統(tǒng)識別到?jīng)]有與PC建立連接時會自主運行，系統(tǒng)各部分硬件的具體功能如下：
電源部分
電源部分主要為系統(tǒng)中各個器件提供工作電壓，系統(tǒng)工作時需要+48V、+5V和+3.3V三種電壓，CP2102需要的+5V由PC的USB接口提供，其它器件由電源模塊輸出的+48V或經(jīng)過轉(zhuǎn)換后提供工作電壓。
電源模塊：采用220V轉(zhuǎn)+48V的開關(guān)電源模塊，由于一個TPS2384可以對四個以太網(wǎng)口進(jìn)行供電管理，I2C-BUS上可以掛載多個TPS2384，因此，可以根據(jù)實際情況來選擇電源模塊的功率。TPS2384工作時只需要外部單獨的+48V供電，這直接由電源模塊提供；
電源轉(zhuǎn)換電路：本設(shè)計采用電源轉(zhuǎn)換芯片LM2575HVS-5.0將+48V轉(zhuǎn)換為+5V，經(jīng)過AMS1117-3.3將+5V轉(zhuǎn)換為MSP430F148工作時所需要的+3.3V。
以太網(wǎng)供電管理器部分
TPS2384是美國德州儀器公司推出符合IEEE802.3af規(guī)范的以太網(wǎng)供電管理器，TPS2384運行時內(nèi)部工作所需要的10V、6.3V和3.3V由外部的+48V產(chǎn)生。TPS2384內(nèi)部有一個15位的A/D轉(zhuǎn)換器，用來測量每個口的電阻、電壓、電流。TPS2384具有標(biāo)準(zhǔn)的I2C-BUS，MSP430F148通過I2C通信完成高級電源管理功能。TPS2384具有三種工作模式：自動模式(AM)、半自動模式(SAM)和供電管理模式(PMM)。在AM模式下，TPS2384自動完成對標(biāo)準(zhǔn)PD的偵測、分級和供電等功能而不需要微控制器進(jìn)行控制，因此，在低成本設(shè)計中可以直接設(shè)置TPS2384為AM模式，AM模式下TPS2384采用DC斷路檢測法檢測PD是否斷開；在SAM模式下，可以通過PC總線來獲得TPS2384內(nèi)部所有讀寄存器和A/D寄存器的內(nèi)容，可以不需要微控制器的控制而自動檢測有效的PD；在PMM模式下，可以執(zhí)行優(yōu)越的AC斷路檢測，可以實時地獲得每個PD的電壓與電流，這些需要通過I2C總線對TPS2384內(nèi)部的讀寫寄存器進(jìn)行控制來完成，因此需要編寫運行于微控制器MSP430F148上的程序來完成對供電的高級管理。
TPS2384有五位有效的地址設(shè)置位，作為I2C-BUS的從設(shè)備，可以通過外部地址設(shè)置電路來設(shè)置TPS2384的地址。
TPS2384需要在每個端口的供電回路上加入檢測顯示電路。這樣TPS2384工作在三種模式下都可以直觀的顯示各個端口的工作狀態(tài)。
在PMM模式下，可以通過設(shè)置TPS2384的內(nèi)部寄存器配合外部的AC斷路檢測電路來產(chǎn)生疊加在供電回路中的AC斷路檢測信號。
單片機(jī)控制部分
MSP430F148是TI公司的超低功耗混合信號控制器MSP430系列中的FLASH型單片機(jī)。
USB橋接器CP2102
CP2102是一款高集成度的專用通訊芯片，該芯片的功能是實現(xiàn)UART和USB格式間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，集成了一個符合USB2.0標(biāo)準(zhǔn)的全速功能控制器、EEPROM、緩沖器、和帶有調(diào)制解調(diào)器接口信號的UART數(shù)據(jù)總線，同時具有一個集成的內(nèi)部時鐘和USB收發(fā)器。通過CP2102可以很簡單的實現(xiàn)UART到USB間的橋接，從而為系統(tǒng)添加USB通信接口。
軟件設(shè)計與實現(xiàn)
PSE的軟件實現(xiàn)主要包括兩個部分：運行 于MSP430F148的PSE運行控制程序和運行于PC的PSE終端監(jiān)控程序，兩者通過由CP2102構(gòu)成的USB接口通信。
PSE運行控制程序
PSE運行控制程序主要完成系統(tǒng)初始化、對TFN2384進(jìn)行控制、與PC通信和對數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝與解析等功能。如圖2所示，當(dāng)沒有與PC連接時，將設(shè)置TPS2384工作在AM模式下，TPS2384將自主運行，此時將不能夠得到各個供電端口的具體運行數(shù)據(jù)，只能通過狀態(tài)顯示電路中的LED顯示各個端口的運行狀態(tài)；當(dāng)與PC連接時，系統(tǒng)將按照用戶的要求將TPS2384設(shè)置為相應(yīng)的工作模式，此時系統(tǒng)將能夠采集到各個端口的運行參數(shù)，在SAM和PMM模式下，系統(tǒng)將可以按照用戶的設(shè)置部分或者完全對各個端口的供電進(jìn)行控制。監(jiān)控過程是通過對TPS2384各端口寄存器的讀寫操作來實現(xiàn)的。
系統(tǒng)初始化
系統(tǒng)時鐘初始化：選擇8MHz時鐘XT2作為主時鐘的時鐘源，選擇DCO為子時鐘的時鐘源。
I/O口初始化：將P3.3設(shè)置為輸出用來作為驅(qū)動蜂鳴器的信號；P4.0設(shè)置為輸出作為TPS2384的模式選擇信號；P4.2設(shè)置為輸出作為TPS2384的復(fù)位信號；P4.1設(shè)置為輸入作為TPS2384的出錯中斷輸入信號；
串口初始化：MSP430F148通過UARTI與CP2102通信，UARTI設(shè)置如下：發(fā)送字符位數(shù)為8位；發(fā)送／接收速率為9600；選擇輔助時鐘ACLK作為波特率發(fā)生器的時鐘源；使能串口接收和發(fā)送操作；將P3.6和P3.7的功能選擇寄存器設(shè)置為串口收發(fā)模式。
I2C-BUS的實現(xiàn)
在MSP430F148中，沒有標(biāo)準(zhǔn)的I2C-BUS通信模塊，因此，需要將I2C-BUS通信規(guī)范中的SDA和SCL通過P3.0和P3.2用軟件來模擬實現(xiàn)，完成FC-BUS的讀寫操作。
I2C-BUS寫操作：I2C-BUS的寫函數(shù)voidWritel2C(char Addr，char Reg，chm Ctr)由形參Addr-TPS2384的地址、Reg-TPS2384寄存器地址、Ctr-控制信息構(gòu)成；寫函數(shù)由I2CInit( )、12CStart( )、12CSent(unsigned char data)、12CReceiveAck( )、12CRecei veAck( )、12CReceiveAck( )、12CStop( )和delay( )子函數(shù)組成，I2C-BUS的寫函數(shù)完成向指定的TPS2384內(nèi)部寄存器中寫入控制信息。
I2C-BUS的讀操作：I2C-BUS的讀函數(shù)voidRead12C(unsigned char Adr,unsignedcharRg)由形參Adr-TPS2384的地址、Rg-TPS2384寄存器地址構(gòu)成，此操作的結(jié)果是將地址為Adr的TPS2384中的Rg狀態(tài)寄存器中的信息讀出，并將它存人char型全局變量中，讀函數(shù)由I2CInit( )、I2CStart( )、I2CSent( )、I2CReceiveAck( )、I2CSent(unsigned char data)、Rec_dat( )、I2CSentNAck( )、I2CReceiveAck( )、I2CStop( )和delay()子函數(shù)組成，由這些子函數(shù)共同完成I2C-BUS的讀時序。
PSE終端監(jiān)控程序
PSE終端監(jiān)控程序主要完成對各個供電端口的實時監(jiān)控功能，由于使用了USB橋按芯片CP2102，存邏輯上監(jiān)控程序只要完成串口通信就可以了，各種控制數(shù)據(jù)將通過終端監(jiān)控程序來設(shè)置，同時采集到的各個供電端口的實時工作參數(shù)也將直觀顯示在監(jiān)控程序上，終端監(jiān)控程序?qū)崿F(xiàn)了對供電的高級管理功能。
以太網(wǎng)供電設(shè)備在EPA系統(tǒng)中的應(yīng)用
EPA系統(tǒng)是一種用于工業(yè)測量與控制的分布式工業(yè)自動化以太網(wǎng)，它將分布在工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備連接起來，通過EPA系統(tǒng)完成對工業(yè)生產(chǎn)過程的監(jiān)控，EPA系統(tǒng)支持以太網(wǎng)供電技術(shù)。在實際應(yīng)用中我們將PSE系統(tǒng)和集線器集成在一起設(shè)計出了端接式PSE，即PoE-Hub，使得應(yīng)用更加靈活方便，典型應(yīng)用如圖3所示，當(dāng)PoE-Hub偵測到802.11b無線網(wǎng)關(guān)、Zigbee接入點和有線閥門定位器為合法的PD后，將執(zhí)行可選的分級操作，之后將向它們提供工作所需的+48V最大13W的電力，同時傳輸EPA臨控上位機(jī)的監(jiān)控數(shù)據(jù)，使得它們能夠正常工作，對各個端口供電情況的監(jiān)控由監(jiān)控PC上的PSE終端監(jiān)控軟件完成。
恐怕，讓溫總理“睡不著”的原因還有一點：那就是這個社會對能源的浪費。
直到今天，水荒、電荒、油荒依然困繞著我們。記得有個公益廣告說：或許地球上的最后一滴水，是人類自己的眼淚……
對于PC來說，節(jié)能包含兩層意義：一是完成同樣的工作，電腦系統(tǒng)消耗的能量最小化；二是當(dāng)處于待機(jī)狀態(tài)下時，電腦配件所消耗的能量最小化。
1.拒絕“電老虎”Pentium D
完成同樣的工作同時讓系統(tǒng)能耗最小化，消費者所能夠做的就是在搭建性能相同的電腦，盡可能地選擇能耗更低的配件產(chǎn)品。我們知道CPU和顯卡是PC系統(tǒng)的耗電大戶，用戶在攢機(jī)時選擇能耗更低的CPU和顯卡將具有重要的意義。然而我們也知道，能耗更低的產(chǎn)品通常價格更高，這是一個平衡的過程，對于不同消費水平和消費理念的人而言可能會出現(xiàn)很多不同的選擇。
從目前的CPU和GPU發(fā)展來看，隨著65nm和45nm制成時代的到來，CPU已經(jīng)步入了低功耗時代。采用65nm工藝的Intel Core 2 雙核心CPU功耗為65nm，相比之下，由于Intel Pentium 4/Pentium D等采用采用110nm或90nm，CPU功耗大多維持在90W的高功耗水平，滿載工作時甚至超過了120W，所以考慮到節(jié)能，現(xiàn)在選購CPU應(yīng)盡量選擇低制程工藝的CPU。
顯卡方面，GPU的制程工藝還處于90nm的水平，落后于CPU的發(fā)展步伐，如果考慮到節(jié)能消費者也應(yīng)該選擇工藝較先進(jìn)的產(chǎn)品。
2.計算一下你的電腦功耗有多少
一臺電腦一個小時要耗多少電？恐怕這不是三言兩語就能說得清楚的。對于顯示器來說，其每個小時的耗電量是可計算的，因為其功率通常標(biāo)注的很清楚，例如17寸純平顯示器的功耗在85W左右，液晶顯示器在35W左右。然而，對于電腦主機(jī)的能耗，由于其配置不同，其耗電量也不同，最簡單的方法就是將各個配件的功耗相加。下表中是目前主流的PC平臺的功耗需求，從這些數(shù)據(jù)我們可以看出，主流市場電源應(yīng)該在200W～300W之間，實際也是如此。
對普通用戶而言，在不借助電子儀器和第三方軟件的前提下，該如何來了解計算機(jī)各個配件的功耗呢？
當(dāng)然有辦法，其實我們只要訪問/power_supply_calculator_popup.php網(wǎng)站（如圖），不需要你具有什么計算機(jī)硬件知識和電子知識，只要使用鼠標(biāo)進(jìn)行選擇，很快就可以算出計算機(jī)的功耗。
3.什么才是節(jié)能的電源
電源的節(jié)能包含轉(zhuǎn)換效率、功率因數(shù)、待機(jī)功耗等幾個方面的內(nèi)容。我們都知道電源不可能輸入多少功率就輸出多少功率，必定會有一些能源被電源內(nèi)部元件損耗并轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來，電源輸出功率與輸入功率的比值，就是電源的轉(zhuǎn)換效率。轉(zhuǎn)換效率越高越好，轉(zhuǎn)換效率越高，說明電源越省電，發(fā)熱也會降低，也就是更加節(jié)能環(huán)保。
目前PC電源的轉(zhuǎn)換效率大多在70%～80%之間，不過市場上有的產(chǎn)品會宣稱自己的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到98%，實際上這是在混淆功率因數(shù)和轉(zhuǎn)換效率的概念。功率因數(shù)表示對于所提供的電力能否有效運用，它是衡量一款電源由交流電轉(zhuǎn)換成直流電的能力。簡單的說，功率因數(shù)造成的損耗由電力公司承擔(dān)，轉(zhuǎn)換效率造成的損耗由使用者負(fù)擔(dān)。也就是說，功率因數(shù)高的電源可以為國家節(jié)省電源，這是一個更大范圍上的節(jié)能環(huán)保。
除了轉(zhuǎn)換效率和功率因數(shù)高之外，待機(jī)功耗也是不可忽略的。嚴(yán)格意義上的“待機(jī)功耗”，應(yīng)該是電源連接上220V市電并且連接好一切用電設(shè)備（板卡、存儲設(shè)備）但并不啟動，此時整體功率損耗主要來自電源自身的空載損耗以及主板的待機(jī)功耗。電源在銘牌上都會有一路輸出叫做+5Vsb，它主要是在關(guān)機(jī)狀態(tài)下提供給主板較低電流以用來遠(yuǎn)程喚醒等功能。目前的電腦主機(jī)，一般待機(jī)功耗在2～5W左右。
4.節(jié)能，你可以做得到
摘要：介紹了高頻開關(guān)電源的控制電路和并聯(lián)均流系統(tǒng)。控制電路采用TL494脈寬調(diào)制控制器來產(chǎn)生PWM脈沖，用軟件的方式實現(xiàn)多電源并聯(lián)運行時達(dá)到均流的方法。
關(guān)鍵詞：開關(guān)電源；脈寬調(diào)制；均流
引言
模塊化是開關(guān)電源的發(fā)展趨勢，并聯(lián)運行是電源產(chǎn)品大容量化的一個有效方案，可以通過設(shè)計N＋l冗余電源系統(tǒng)，實現(xiàn)容量擴(kuò)展。本系統(tǒng)是多臺高頻開關(guān)電源（1000A/15V）智能模塊并聯(lián)，電源單元和監(jiān)控單元均以AT89C51單片機(jī)為核心，電源單元的均流由監(jiān)控單元來協(xié)調(diào)，監(jiān)控單元既可以與各電源單元通信，也可以與PC通信，實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
1PWM控制電路
TL494是一種性能優(yōu)良的脈寬調(diào)制控制器，TL494由5V基準(zhǔn)電壓、振蕩器、誤差放大器、比較器、觸發(fā)器、輸出控制電路、輸出晶體管、空載時間電路構(gòu)成。其主要引腳的功能為：
腳1和腳2分別為誤差比較放大器的同相輸入端和反相輸入端；
腳15和腳16分別為控制比較放大器的反相輸入端和同相輸入端；
腳3為控制比較放大器和誤差比較放大器的公共輸出端，輸出時表現(xiàn)為或輸出控制特性，也就是說在兩個放大器中，輸出幅度大者起作用；當(dāng)腳3的電平變高時，TL494送出的驅(qū)動脈沖寬度變窄，當(dāng)腳3電平變低時,驅(qū)動脈沖寬度變寬；
腳4為死區(qū)電平控制端，從腳4加入死區(qū)控制電壓可對驅(qū)動脈沖的最大寬度進(jìn)行控制，使其不超過180°，這樣可以保護(hù)開關(guān)電源電路中的三極管。
振蕩器產(chǎn)生的鋸齒波送到PWM比較器的反相輸入端，脈沖調(diào)寬電壓送到PWM比較器的同相輸入端，通過PWM比較器進(jìn)行比較，輸出一定寬度的脈沖波。當(dāng)調(diào)寬電壓變化時，TL494輸出的脈沖寬度也隨之改變，從而改變開關(guān)管的導(dǎo)通時間ton，達(dá)到調(diào)節(jié)、穩(wěn)定輸出電壓的目的。脈沖調(diào)寬電壓可由腳3直接送入的電壓來控制,也可分別從兩個誤差放大器的輸入端送入,通過比較、放大,經(jīng)隔離二極管輸出到PWM比較器的正相輸入端。兩個放大器可獨立使用,如分別用于反饋穩(wěn)壓和過流保護(hù)等，此時腳3應(yīng)接RC網(wǎng)絡(luò)，提高整個電路的穩(wěn)定性。
如圖1所示，PWM脈沖的占空比有內(nèi)部誤差放大器EA1來調(diào)制，而內(nèi)部誤差?大器EA2則用來打開和關(guān)斷TL494，用于保護(hù)控制。腳2和腳15相連，并與公共輸出端腳3相連通，因腳3電位固定，所以，TL494驅(qū)動脈沖寬度主要由腳1（PWM調(diào)整控制端）來控制；腳16是系統(tǒng)保護(hù)輸入端，系統(tǒng)的過流、過壓、欠壓、過溫等故障以及穩(wěn)壓或穩(wěn)流切換時關(guān)斷信號都是通過腳16來控制。鋸齒波發(fā)生器定時電容CT=0.01μF，定時電阻RT=3kΩ，其晶振頻率fosc==36.6kHz。內(nèi)部兩個輸出晶體管集電極（腳8和腳11）接＋12V高電平，其發(fā)射極（腳9和腳10）分別驅(qū)動V1和V2，從而控制S1和S2,S3和S4管輪流導(dǎo)通和關(guān)閉。
2軟件介紹
2.1電源單元和監(jiān)控單元的軟件
高頻開關(guān)電源單元主要有數(shù)據(jù)采集，電壓電流輸出給定，鍵盤和LED顯示，故障處理以及與監(jiān)控單元RS485通信等子程序組成。監(jiān)控單元主要有鍵盤和液晶顯示，EEPROM以及與電源單元和PC機(jī)RS485通信等子程序組成。EEPROM用于存放工作參數(shù)和其他不能丟失的信息，它采用X5045芯片，X5045有512字節(jié)，內(nèi)涵看門狗電路，電源VCC檢測和復(fù)位電路。
如果出現(xiàn)故障，電源單元立即做出相應(yīng)處理，并主動向監(jiān)控單元申請中斷，將故障數(shù)據(jù)傳送給監(jiān)控單元，監(jiān)控單元立即調(diào)用故障處理程序，如果故障嚴(yán)重將切除故障電源，并啟動備份電源，而且將故障情況傳送給PC機(jī)。
2.2均流處理程序
高頻開關(guān)電源單元將各自的電壓和電流發(fā)送給監(jiān)控單元，監(jiān)控單元接收到各電源單元的電壓和電流信息后，馬上進(jìn)入均流判定處理程序。本程序?qū)⒏鶕?jù)均流精度的要求，計算出該由哪個電源單元進(jìn)行怎樣的調(diào)節(jié)以達(dá)到均流要求。該程序主要包括下面兩個模塊：第一個模塊主要完成電壓的檢查工作，發(fā)現(xiàn)電源單元電壓偏移超過要求，馬上進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，保證其電壓為要求值；第二個模塊用于進(jìn)行均流計算，該模塊將找出電流偏移平均值超過規(guī)定要求的電源單元，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)。均流流程圖如圖2所示。
由于在實際運用中，各電源單元的電壓值并非完全一致，所以本系統(tǒng)對多電源單元并聯(lián)后的電壓有兩條要求。
1）多電源單元并聯(lián)時，若各電源單元之間的最大電壓偏差>0.5％，那么并聯(lián)后的輸出電壓要求在各電源單元的電壓之間；若各電源單元之間的電壓偏差均<0.5％，那么并聯(lián)后的輸出電壓應(yīng)為各電源單元電壓的中間值加0.25％誤差。本要求同時兼顧了盡量提高穩(wěn)壓精度和防止電壓調(diào)節(jié)過于頻繁的要求。
2）并聯(lián)后的輸出電壓與任一電源單元工作時的電壓之差≤1％（本電源要求穩(wěn)壓精度<1％）。
若找不到符合要求的電壓點，則程序認(rèn)為相互并聯(lián)的電源的電壓偏差過大，將停止均流調(diào)節(jié)，并按要求提出警告。
第二個模塊用于對各模塊的電流進(jìn)行均流計算，在本系統(tǒng)中，軟件的均流精度定在5％。程序找出大于或小于平均電流的模塊，如果超過了精度范圍，程序?qū)⒃O(shè)置相應(yīng)標(biāo)志位，然后啟動通信程序，通知相應(yīng)電源模塊啟動調(diào)節(jié)程序。
1、將設(shè)備斷電，按住設(shè)備面板上的Restore Factory Settings按鈕（LAN口旁邊的紅色小圓圈）。
2、開啟設(shè)備電源，同時按住WPS按鈕；
3、觀察電源燈（此時保持Restore Factory Settings和WPS按鈕不要松手），直到電源燈從橙色閃爍的狀態(tài)轉(zhuǎn)變到綠色閃爍的狀態(tài)（這說明設(shè)備已經(jīng)進(jìn)入TFTP修復(fù)模式）
4、將PC用網(wǎng)線連接到設(shè)備的LAN口，將PC的IP設(shè)置為192.168.1.X（此例中IP地址設(shè)置為192.168.1.2），子網(wǎng)掩碼為255.255.255.0，其他項目可不必設(shè)置。
（來源：文章屋網(wǎng) ）
關(guān)鍵詞：濕法煙氣脫硫；電氣系統(tǒng)；快切裝置
引言
現(xiàn)在我國電廠所使用的煙氣脫硫工藝是有很多種的，但目前使用最頻繁、最廣泛的是石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)。這種脫硫技術(shù)是經(jīng)過長期地實踐，并且工藝也是通過不斷地改進(jìn)和優(yōu)化變得越來越穩(wěn)定、合理。為了可以減少投資和占地面積，就可以使用無GGH、無旁路煙道、“煙塔合一”等優(yōu)化措施，所以，為了保障穩(wěn)定性就必須更好地運行脫硫系統(tǒng)，不斷提高自動化程度，為脫硫技術(shù)供電帶來合理性和可靠性，這樣才能保證脫硫系統(tǒng)的優(yōu)勢就是不斷擴(kuò)大，減少工人的工作量，這樣就可以使脫硫電氣系統(tǒng)的故障率降低，有效的保障鍋爐運行正常的提高。
1 高壓電源的引接
目前新建工程都是通過脫硫系統(tǒng)高壓電源向電廠高壓廠的母線引接，并且脫硫島內(nèi)使用6kV分別為A、B段來脫硫單元負(fù)荷和共用負(fù)荷，其中脫硫A、B段要作為備用需要，聯(lián)絡(luò)開關(guān)需設(shè)置在段落中間，這樣就可以通過快切裝自定切換進(jìn)線路程，因此這樣的供電方法，可以節(jié)省一臺高硫脫硫變壓器，但會使高壓廠變?nèi)萘勘瘸Ｒ?guī)的電廠要增加一些消耗，當(dāng)初在設(shè)計時，就會想到高壓廠會用工作變預(yù)留脫硫電負(fù)荷能量。脫硫工藝系統(tǒng)在經(jīng)過很多年的實踐及優(yōu)化，使其過程日益簡化。煤在使用過程中含硫量的變化比較大，跟脫硫島電的負(fù)荷相差也很大，所以選擇時要充分考慮好，否則可能會導(dǎo)致選擇結(jié)果不合理、經(jīng)濟(jì)不劃算。
2 低壓配電系統(tǒng)說明
脫硫島低壓配電系統(tǒng)的供電方法是通過使用380V脫硫動力中心（PC）和380V電動機(jī)控制中心（MCC），為了可以使系統(tǒng)的正常運行，脫硫低壓變壓器、380V脫硫PC段、380V MCC都會采用成對設(shè)置，并且建立雙電源通道。為了自投實現(xiàn)自由切換，脫硫島將使用380V脫硫PCA、B段，然后使母線的聯(lián)絡(luò)開關(guān)分別裝在其中，并且采用低壓供電，使兩臺變壓器相互備用。而MCC將使用雙電源供電，兩路電源可以使ATS實現(xiàn)自動切換、互相鎖閉。
3 事故保安電源的作用
根據(jù)工程脫硫工藝的要求和特點，所以一些輔機(jī)在廠用電消失后，為了保證如原煙氣擋板、凈煙氣擋板、旁路煙氣擋板、吸收塔攪拌器、除霧器沖洗水泵、增壓風(fēng)機(jī)密封風(fēng)機(jī)等正常的運行，必須需要繼續(xù)供電。而由于DCS系統(tǒng)、UPS系統(tǒng)、火災(zāi)報警、事故照明等的特殊性所以需要提供保安電源，并且都會在0-30分鐘內(nèi)進(jìn)行設(shè)備的供電。而比如像吸收塔攪拌器、UPS旁路電源則需要在半個小時以后投運設(shè)備。直流系統(tǒng)充電電源、磨機(jī)漿液攪拌箱都是需要60分鐘以后投運的設(shè)備，則事故照明設(shè)備將會是在廠失去電后需要脫硫島不能斷電的設(shè)備。
因此，脫硫島采用專門的事故保安PC380/220V，并且由單母線分段來接線，事故保安按照PC A段和B段，分別給脫硫保安負(fù)荷1號和2號機(jī)組供電。正常的情況下，脫硫PC A段和B段都是由保安A、B段來供電的，而引入廠房保安段的電源供應(yīng)是在發(fā)生事故的狀況下。
4 直流系統(tǒng)及UPS系統(tǒng)
脫硫島內(nèi)是設(shè)有單獨的直流系統(tǒng)的，其中需要2臺爐為脫硫島在直流系統(tǒng)直接所用，所以主要承擔(dān)脫硫島內(nèi)對電氣控制、信號、繼電保護(hù)、6kV及380V斷路器合閘、UPS、直流事故照明等供電負(fù)荷。直流電源主要是通過單母線分段，蓄電池的容量有200Ah，另外還需要兩組密封閥控鉛酸蓄電池、兩套高頻充電裝置（N+1熱備份）、一套直流配電屏，所以，當(dāng)全廠失去電后直流系統(tǒng)可以通過設(shè)備繼續(xù)保證所有設(shè)備承擔(dān)所有的負(fù)荷，并且大于60分鐘。直流裝置也是通過兩路交流供電的，因為直流系統(tǒng)只有一組蓄電池，所以，在維修蓄電池的過程中，為了保障脫硫系統(tǒng)安全的運行，必須要保證交流電的可靠性。
UPS系統(tǒng)在正常的情況下，可以通過380V電源進(jìn)行回路供電，并且還可以在交流電源失去電時，由UPS進(jìn)行逆變器供電使用，如果當(dāng)逆變器發(fā)生故障，可以把靜態(tài)開關(guān)切換成交流電源使用供電，所以，當(dāng)全廠停電后可以在UPS的維持下，使其在不小于30分鐘內(nèi)負(fù)荷所有的額定電壓。
5 快切裝置與備自投裝置對比
一般工程都是有特殊的情況的，如果沒有GGH、無旁路煙道、“煙塔合一”這些都可能會導(dǎo)致脫硫系統(tǒng)的停止運行，并且造成鍋爐熄火，然而為了可以使脫硫島合理正常的運行，就必須要可靠地和連續(xù)地供電系統(tǒng)。我國使用最多的電源方式就是通過電源開關(guān)直接啟用電源，這種方式無相頻檢測，并且切換廠用電成功率比較低、時間長。目前很多電廠都會使用電源自動切換裝置，這種裝置可以實時跟蹤角壓變化和殘壓的頻差，最主要可以使反饋電壓和備用電壓做到一起同時合閘，并且成功率很高，速度也相較過快，對備用電機(jī)和開關(guān)造成的沖擊也很小，所以，很適合在高壓廠用電系統(tǒng)中推薦采用。
6 結(jié)束語
隨著我國對煙氣脫硫技術(shù)和環(huán)境保護(hù)的重視，從而導(dǎo)致在脫硫的工藝系統(tǒng)方面進(jìn)行了改變和進(jìn)步，很多有效、節(jié)能的新工藝也越來越多，所以，當(dāng)各種各樣的脫硫工藝系統(tǒng)創(chuàng)造出來時，我們就要根據(jù)不同脫硫系統(tǒng)特點設(shè)計出符合當(dāng)前規(guī)范的要求，從而改進(jìn)脫硫電氣設(shè)計，為日后的脫硫島運行的安全帶來萬無一失的保障。
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