时间：2023-05-30 10:43:33
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇计算机电源，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：电源系统；稳定性标准；阻抗匹配；开关电源
中图分类号：TP302 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）06-0-03
0 引 言
随着数字技术的发展，航空电子领域机载计算机已得到广泛应用，为航空器带来便利。机载计算机通常使用开关电源模块产品为CPU、接口、总线等负载模块供电，并使用EMI电源滤波器降低电磁干扰，但在机载计算机设计中，开关电源模块及组成系统的稳定性问题经常被忽视，稳定性严重影响机载计算机系统的性能和安全。
在机载计算机中，开关电源模块往往可以单独通过稳定性评估及试验验证，例如小信号稳定要求、所用元器件的离散性、高低环境下电特性等方法进行分析。而机载计算机在使用电源模块组成电源系统时，却可能出现电源系统不稳定等故障，此类故障经常发生在EMI电源滤波器和电源串联使用的模式中。
本文基于EMI源滤波器和电源串联使用模式，通过对电源系统进行建模，针对机载计算机EMI电源滤波器的输出阻抗、开关电源的输入阻抗进行分析，确定EMI电源滤波器输出阻抗对滤波器及电源系统稳定性的影响，并提出机载计算机电源模块及组成系统的稳定性判定标准。
1 稳定性分析
为了直观分析机载计算机的稳定性，将机载计算机的滤波器、电源模块简化为串联使用的电源系统模型进行阻抗分析。模型A为EMI电源滤波器，模型B为开关电源模块，系统模型如图1所示。
Ta、Tb分别为A、B的传递函数，Zo为A的输出阻抗，Zi为B的输入阻抗。那么该系统的传递函数为T：
该系统的传递函数T分母中的Zo/Zi决定了该系统传递函数的稳定性，即EMI电源滤波器的输出阻抗、开关电源的输入阻抗决定了该电源系统的稳定性。
使用Middlebrook判定方法可有效准确地判断系统工作的稳定性。该法则可用于电源系统级联稳定性分析，主要采用阻抗分析方法，由加州理工学院的Middlebrook教授提出，其原理是运用电源输出阻抗与负载输入阻抗之比来分析开关电源间的阻抗稳定性。Middlebrook判定方法指出，独立的功率变换器模块在级联运行时，其系统的稳定性应使级联处前级模块的输出阻抗小于后级模块的输入阻抗。
EMI电源滤波器的输出阻抗、开关电源的输入阻抗应遵循阻抗失配原则。为保证该电源系统的稳定性，在全输入范围、全频段范围内EMI电源滤波器的输出阻抗应小于开关电源的输入阻抗。
2 阻抗分析
2.1 EMI电源滤波器输出阻抗
机载计算机广泛使用EMI电源滤波器进行电磁干扰的抑制。EMI电源滤波器最主要的性能参数就是插入损耗，插入损耗分为共模和差模插入损耗。插入损耗越大，表明该滤波器对干扰的抑制能力越强。内部电路通常采用如图2所示的滤波器电路图。
等效EMI电源滤波器的参数，简化为LC滤波电路。电路模型如图3所示。经计算，输出阻抗如公式（2）所示：
Lf为滤波器模型中两个差模电感量之和，即LD1+LD2；Cf为EMI电源滤波器内Cx电容与电源模块输入端滤波电容之和；Rind为滤波器内共模电感及两个差模电感直流电阻之和，在设计、计算EMI电源滤波器输出阻抗时，应考虑滤波器的阻尼特性，它决定了LC滤波电路谐振峰的大小。
利用Matlab对该表达式进行仿真，得到EMI电源滤波器输出阻抗的典型曲线图，如图4所示。
2.2 开关电源输入阻抗
开关电源的输入阻抗体现了输入电流变化时输入电压的变化。通常来说，机载计算机常用的降压DC/DC变换电路在中低频段表现为电阻特性。DC/DC变换器反馈环路调节输出特性时，相对于输入端口，DC/DC变换器表现为额定功率负载，输入端口等效电阻为负阻抗。
在设计应用中，可以使用仪器测量法对电源电路进行输入阻抗测试。仪器测量法使用噪声分离设备分离共模、差模噪声并计算阻抗值，但数学表达式较复杂，该差模阻抗测量计算方法很难实现。
对电源电路建立模型，推导该电路的传递函数，并根据传递函数得出该电路的输入阻抗。以机载计算机中常用的BUCK型降压DC/DC变换器为例，其简化模型如图5所示。
根据图中电路拓扑形式，该型降压DC/DC变换器的输入阻抗为：
利用Matlab对该表达式进行仿真，得到降压DC/DC变换器输入阻抗的典型曲线图，如图6所示。
将EMI电源滤波器的输出阻抗、开关电源的输入阻抗放置在同一幅频特性图中就可以直观判断在全频段范围内，前级模块输出阻抗与后级模块输入阻抗的关系，并由此得出电源系统的稳定性。
若EMI电源滤波器的输出阻抗小于开关电源的输入阻抗，并留有6 dB的安全裕量，则电源模块及组成系统处于稳定状态，如图7所示。反之，若EMI电源滤波器的输出阻抗大于开关电源的输入阻抗，则电源模块及组成系统处于不稳定状态。此外，还应考虑开关电源在不同工作状态下，输入电压、输入负载变换时的输出阻抗变化。
3 试验结果及分析
为验证上文阻抗分析，根据机载计算机工作模式，利用EMI电源滤波器和电源的串联接法，通过设置EMI电源滤波器的输出阻抗和电源的输入阻抗搭建系统故障模型，实现该系统的不稳定工作状态。
按照图2设置某机载计算机EMI滤波器参数，Lf=LD1+LD2=400 μH，Cf=70 μF，Rind=RL+RLD1+RLD2=0.14 Ω，并根据该机载计算机的实际工作状态得出电源的输入阻抗为27 dBΩ。
将Lf=400 μH，Cf=70 μF，Rind=0.14 Ω代入公式，经计算，滤波器输出阻抗峰值为33 dBΩ，截止频率为0.96 kHz，后级输入阻抗为27 dBΩ。在0.96 kHz频率处，存在前级输出阻抗大于后级输入阻抗的情况，不满足Middlebrook判定方法，则该系统为不稳定系统。滤波器的输出阻抗、电源模块的输入阻抗如图8所示。
在实验室中，为该机载计算机提供28 V直流电压，通过示波器检测计算机上电过程中滤波器输出的28 V电源信，发现此时该处电压发生震荡，且震荡最大电压值为32.1 V，震荡最小电压值为24.5 V，振荡频率为1.18 kHz，与分析结果一致。
再次改变EMI电源滤波器参数，验证系统稳定状态。将Lf更改为50 μH，其他参数不变。从图9中可以看出，此时系统处于稳定状态。通过示波器检测计算机滤波器输出，振荡现象消失，与分析结果一致。
由分析和实验结果可知，要保证机载计算机电源系统的稳定性，就要对组成串联级联模式电源系统的EMI电源滤波器、开关电源产品的输入输出阻抗进行分析，按照在全频段范围内，前级模块的输出阻抗须小于后级模块输入阻抗的判定准则，评估判定机载计算机电源系统的稳定性。
4 结 语
文中探讨了滤波器输出阻抗和开关电源输入阻抗匹配的原因，并提出机载计算机电源模块及组成系统的稳定性判定标准，有助于提升开关电源模块及组成系统的稳定性。
参考文献
[1]杨继深.电磁兼容技术之产品研发与认证[M].北京：电子工业出版社，2004.
[2]谢金明.高速数字电路设计与噪声控制技术[M].北京：电子工业出版社，2003.
[3]杨旭，裴云庆，王兆安.开关电源技术[M].北京：机械工业出版社，2004.
[4]杨雷，林开伟，张俊涛.电源系统阻抗对电路板ESD测试的影响[J].物联网技术，2014，4（11）：43-45.
[5]田育新，孙立萌，孟颖悟，等.热插拔技术在机载计算机电源系统中的研究[J].航空计算技术，2009，39（5）：104-106.
[6]卢杰，邝小飞.频率抖动技术在开关电源振荡器中的实现[J].物联网技术，2014，4（12）：39-40.
1、朝下吹的，机箱风扇 装在机箱内上部的风扇，其排风方向是向外吹；装在机箱下部的风扇，其排风方向向内吹。
2、笔记本电脑风扇 一般笔记本电脑里只有一个散热风扇，如果是有独立显卡的笔记本，基本上都安排在与CPU并列的位置，以便共用散热器片。风扇一般是安装在左上角，依据温度低的空气向温度高空气流动规律，风扇的方向向外吹。
3、电源风扇起到很大的作用。首先cpu是计算机的大脑，那么电源，它不仅是计算机的重要配件之一，还是计算机的心脏。而计算机电源风扇就是为心脏散热的作用，如果计算机电源风扇失灵那就会直接影响到计算机电源工作的稳定性。
（来源：文章屋网 ）
1典型单机深度拆解实验
每批次中随机选取10台尽量同时具备电源、硬盘、光驱3个部件的台式微型计算机主机，由各企业另外选定2~4名固定拆解人员单独拆解并称重，填写统计数据，包括台式机品牌、CPU型号、拆解产物完整性等信息数据，并将所产生的部分拆解产物（电源、硬盘、光驱）进行进一步拆解，要求拆除所有电路板，并尽量拆分金属与非金属部分，分别收集、称重所产生的塑料、电路板、金属、导线等物料，将该部件（电源、硬盘或光驱）拆解之后的所有物料用塑料袋密封并标识，放回到原来批次的拆解产物料箱，等待技术人员最终称重。
2数据分析
2014年7月21—28日为拆解工作周。北京市固管中心和中国家用电器研究院项目组成员全程跟踪、指导，配合拆解工作。通过3家处理企业7天的拆解工作，共拆解台式微型计算机主机10013台，得到100批次批量拆解数据和1000台典型产品深度拆解数据，项目组通过对100个批次的数据进行统计整理，分析台式微型计算机主机的部件组成情况、平均重量分布，并提出不同关键拆解产物的计算公式及相关物料系数建议。
2.1台式微型计算机主机部件组成情况根据100个批次的拆解产物统计整理，项目组将台式微型计算机主机的部件组成进行分析。根据表1可以看出各处理企业拆解的微型计算机主机的部件组成情况。其中，B公司准备的主机部件组成情况最差，各种产品均小于其他公司平均水平。另外，相对于不同的部件，主板的数量最多，平均每批次主机含有98.9块主板；其次为电源，除了B公司之外，其他公司每批次均超过96块电源。
2.2台式微型计算机主机平均质量项目组将100批次式微型计算机主机单台平均质量进行汇总统计，见表2。根据表2可以看出，C公司的平均质量最高，达到9.06kg，但仅有20个批次，而B公司的30个批次主机平均质量最低，仅为7.34kg。A公司的50个批次产品平均质量跨度较大，为5.2kg，其中最低为6.02kg，最高为11.22kg；而C公司的20个批次产品平均质量跨度较小，为3.86kg，最低7.60kg，最高11.46kg。本次实验中的100个批次，平均质量分布极为分散。这种分散是由不同回收渠道的台式微型计算机主机的部件组成不同造成的。A公司提供的主机有很大部分为企事业单位交投，完整性相对较好，平均质量也较高；而在第37~50批中，为社会源回收的主机，完整性较差。对于B公司，只有20%左右产品来自企事业单位报废固定资产交投，而且由于原因绝大部分被拆除了硬盘，而来自社会源的产品缺件现象严重（图1），因此，B公司的台式微型计算机主机平均质量远低于其他两家公司。C公司提供的产品全部来自社会源回收商，但该公司对回收商提出明确要求，对缺件的主机配齐光驱、硬盘、软驱、电源等组件，因此平均质量高于其他两家公司。
2.3台式微型计算机主机电路板系数计算方法研究由于电路板系数的算法尚未统一，项目组通过对台式微型计算机主机的结构分析，对电路板系数的计算方法进行了研究（见图2）。在台式微型计算机主板、扩展卡（如显卡）上含有一块或多块散热片，其中一般只有CPU外散热片可以轻易拆除，该散热片也是主板中体积质量最大的一块散热片，平均质量占整块主板的30%左右，材质多为铝质，少部分CPU散热片含铜管或纯铜构造，则质量更重。电路板系数是否包含散热片差别较大。另外，光驱、电源、硬盘等部件中均含有电路板，是否计入对电路板系数影响也比较大。由于电源中线路板含有电容、变压器等大型组件，质量将近电源总质量的一半，且覆铜板品质较低，所以在计算台式微型计算机包含部件中电路板的电路板系数时,将是否含有电源电路板分别计算（见图3）。通过上述分析，项目组将是否包含CPU散热片、是否包括光驱、硬盘、电源中的电路板等不同情况分别进行计算，提出4种电路板系数计算方法（具体计算公式见Q1，Q2，Q3，Q4）。由于在处理企业实际生产实践中，拆解产物中的光驱、硬盘、软驱、电源、散热片、风扇等部件均在未进行进一步处理的情况下，被直接转卖给下游处理企业进行资源化利用，所以建议采用不包含部件中电路板及CPU散热片的电路板计算方法Q1作为台式微型计算机电路板系数计算公式。
2.4台式微型计算机主机电路板系数测算根据北京市3家处理企业共100批次总计10013台台式微型计算机拆解数据统计结果可以得到，台式微型计算机电路板的电路板系数（Q1）为7.8%。为了对比其他地区物料系数情况的复杂性，适应多种电路板系数计算方法，本项目对其他计算方法下的电路板系数（Q2，Q3，Q4）也同时进行了测算。根据1000台典型产品对该3部件的精细拆解数据（其中在电源的电路板计算当中，由于部分变压器固定于电路板上，无法分离，故将所有变压器计入电路板中），可以得到3家公司原料中光驱、电源、硬盘的电路板平均比例（见表3）。将该光驱、电源、硬盘中电路板比例与各批次3种部件总重量相乘，可以得到该批次部件电路板质量。从而，可以算出电路板系数Q2，Q3，Q4分别为10.0%，10.9%和18.1%。
3结论
【关键词】任务驱动；计算机教学；探索；实践
计算机维护这门课程是中职计算机专业学科的必修课程，是各个专业中建立基础平台的重要组成部分。虽然开设了许多的课时，安排了一些实训内容，在教学过程中，要求学生注重实践，注重技能的提高，但是由于传统的教学模式的影响，教师的“教”和学生的“学”，还是停留在讲和听的平台上，没有体现出“做中教，做中学”的教学模式，没有极大的发挥学生自主学习的主观能动性，在效果上还是不尽如人意，学生毕业后，对计算机的维护维修能力还是停留在非常浅显的水平上，或者只是注重学了一些理论，轻视了实践的环节，让他们自己都感到“学非所用，用非所学”。学生进入社会实践，让我们看到了教学中存在的差距，经过毕业生的调查和市场调查反馈，感到了改善教学方法对教学改革所起的作用不可忽视。
一、任务驱动让学生对本课堂完成的任务目标清楚，意义明确
“任务驱动”是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法，符合探究式教学模式，适用于培养学生的创新意识和能力。首先是下达任务，让学生在任务的驱动下开展学习和实践活动，让他们感到有目标，有方向去探究和学习。例如，在“主机电源的组成和维护”课程中，首先下达了三项任务：
1、探索识别主机ATX电源输出端排线颜色与电压之间的对应关系；
2、根据测量结果画出电源输出端接口图；
3、寻求找出判断ATX电源好坏的方法。
并明确任务的意义，强调这次任务的重要性，然后对下发的任务进行分析：
要了解主机电源的组成和维护，首先要对电源的外部结构、电源输出接口、各个电路的特点以及计算机主机电源内部知识要点有一个清楚的认识，在认识的基础上，对以后的维护打下良好的基础。
二、明确任务，撇开黑箱，直奔主题
任务驱动教学方法的理论基础之一就是“黑箱方法”。黑箱子是只知其输入和输出，知其内部结构的系统，或者说黑箱是内部结构一时无法直接观测，只能从外部去认识的系统。从外部观测那些具有某种功能而内部结构不清楚的系统，通过输入变化所引起的输出响应，分析系统的状态过程，推断系统的行为，这就是黑箱方法。计算机科学技术内容十分丰富，专业名词和术语很多，中职学生学习这些枯燥的高深理论，他们往往会望而却步的，产生厌学的思想。而利用“黑箱方法”，可以将一些复杂的、专业性特别强的专业知识封装起来，使其看起来表面化，简单化，把封装起来的部分视为黑箱，可以先知其然，而暂不深究其所以然，不必要为了了解所谓的系统而在原地踏步，驻足不前。这样做，符合计算机课程由浅入深的层次教学。将学生分成了若干小组，以小组为单位，提出具体要求，下发实训任务单，并发放器件、工具等实物。
三、由各实训小组总结相关的结论
1、各种彩色线电压输出接口
1）黄色电源线：黄色电源线输出+12V的电压。
2）红色电源线：红色电源线输出+5V的电压。
3）橙色电源线：橙色电源线输出+3.3V的电压。
4）紫色电源线：紫色电源线输出+5V的电压。
5）蓝色电源线：蓝色电源线输出-12V的电压。
6）白色电源线：白色电源线输出-5V的电压。
7）绿色电源线：主电源没开启的信号电平一般为4V左右。
8）灰色电源线：灰色电源线的输出电压在2V以上。
9）黑色电源线：黑色电源线为地线。
2、根据测量结果画出电源输出端接口图：（如图所示）。
四、通过问题提出并进行小组讨论，最后教师总结出一般维护方法与步骤
1、测量电源输出端直流电阻（用R*1档）
测量红线与（+5V）、白线（ -5V ）、黄线（+12V）、蓝线（-12V）、紫线（ +5V SB）与黑线地之间的正反向电阻（几十欧姆以上）；
2、通电不启动电源测量紫线（ +5V SB），说明辅助电源电路正常；
3、用一根导线将绿线和黑线短路―电源通电―电源内部电源风扇是否工作，判断12V是否正常。并测量各个输出电压是否正常。
若有异常，一是外观观察，可看出损坏的元件；二是可用万用表测量300V滤波电容器、推挽开关管、启动电阻、+5V整流输出管等易坏元件。
各部分电路功能
计算机维护中常见的软件故障问题
在计算机维护中，我们还会经常遇到一些软件系统原因造成的故障问题，像计算机显示器提示了出错信息没有办法进入系统进行工作，或进入了系统但相应的应用软件没有办法正常的运行，软件故障的原因一般有以下几种情况，一是内存管理的设置不恰当，像内存不够、内存管理存在冲突、管理的顺序比较混乱等；二是计算机的系统配置不够恰当，如没有安装驱动程序、驱动程序间存在冲突等；三是计算机受到病毒感染，如很多数据文件没有办法打开、运行的速度很慢、屏幕显示异常、硬盘没有办法正常使用、打印机无法正常工作等，这些情况都是计算机中病毒的征兆；四是CMOS的参数设置不对、软硬件不兼容或者在软件的安装、设置、使用及维护不恰当。实践证明，很多的计算机故障都是假故障或者软故障，像在Windows画面中出现之后的故障很多都是软件系统故障，在没有确定计算机的硬件发生真故障之前，最好不要兴师动众地对整个计算机进行拆修或者盲目地返回厂家进行检修。
计算机维护中常见故障的处理方式
（一）计算机维护中开机故障的处理方式
在计算机维护中遇到开机故障时，要针对不同的开机故障采取不同的措施，像遇到开机没有反应的情况时，要先判断AYX的电源正常与否，可以将计算机电源的14脚与15脚用导线连接起来，并强使绿14脚处于低电平状态，如果电源的风扇在转动就说明电源是正常的，存在故障的是开机电路，如果风扇没有转动，就说明计算机的电源存在问题，应该及时地更换电源了；这种情况的发生还可能是谐振或者晶振的电容存在问题，可以用万用表对晶振的对地阻抗进行测量，如果晶振两端的相差比较大的话，就应该是晶振的电容损坏了，也有可能是特殊的主板电池的电力不够使用，从而不能正常开机。对那种通电之后就自动开机的现象，可以进行如下的处理，根据计算机开机的电路工作原理，把计算机电源的14脚变为低电压，在进行通电，这时计算机若还是自动开机，就说明没有按开机键，14脚就处在了低电平上，这时所要做的就是对电源14脚连接的三极管进行检查，查看是否能够正常工作。对于计算机能够开机，但没几秒又关机的处理方式是对计算机开机电路中的电容及门电路进行检查，看其是否有损坏，并针对相应位置出现的问题进行处理。
（二）计算机维护中硬件故障的处理方式
在遇到计算机硬件故障时，首先要对故障的部位进行判定，其判定方法有听警报法、拔插法、系统最简法、替换检测法及电阻法等，通过这些诊断手法判断出故障的部位，然后根据不同的情况采取不同的方式进行处理，如CMOS故障问题，当CMOS电源出现问题时，取下换上一块新电池就可以了，若是开机后，屏幕上提示出错信息或者没有画面显示，并且听到鸣叫声时，通常是内存有故障，其处理方法是将原有的内存拔下来，清理插槽后再插上，看是否恢复正常，若还是不正常就要更换内存条了，或者插到其他槽中；当有鸣声但没有提示时，一般是显卡的故障，应该对显卡风扇上的灰尘进行处理，添加油，且重新涂抹高热硅脂，但当显示芯片或者显存发生故障时就要更换板卡或者元件了；当确认没有中病毒，计算机速度变慢时，可能是由于计算机过热或者主机有故障引起的，若是过热就要对散热器上的灰尘进行处理了，添加油，涂抹导热硅脂，有必要的话还可以更换散热器，若是主机有故障，通过测试COU的指标又偏大时，只能对其更换了，无论是计算机硬件的真故障还是假故障，都要对照出错的状态对其部位进行检查，当是假故障时，就对其做相应的处理，如灰尘的处理、参数的正常设置，部件的正确对应并固定好，当是真故障时，就要对损坏的部位进行及时地维修，若是修理不好就要进行及时地更换了。
（三）计算机维护中软件故障的处理方式
在计算机维护中，其软件若是出现了故障，可以通过以下方法进行判断，如配置数据法、软件测试法、重新安装法及病毒查杀法等进行检查，同时根据所判定的故障部位采取措施进行处理，当CMOS芯片的设置参数不当或者丢失时，只要对设置参数重新设置就可以了，具体方法是计算机开机自检之后，可以按着DEL键且进入SETUP程序，把软驱及硬盘类型的参数进行正确的重新设置，却将其存到CMOS电路中，这样主机就可以正常的工作了；当计算机的软件系统出现紊乱无法正常工作时，可以对其系统进行重新安装，从而使计算机系统能够进行正常的工作；若是计算机中了病毒，其方法就是用杀毒软件进行病毒的查杀，若是在Windows下杀不了的病毒，可以重启系统，并在DOS下运行杀毒软件就可以了，一般病毒发作时会破坏C盘的一些重要文件，可以对重要的文件进行备份，且存放在C盘以外的盘内，并设置成只读的属性，这样能够有效地预防文件的丢失，在平时要对杀毒软件及时地进行更新，并时常对计算机进行杀毒，这样能够有效的维护计算机的正常运用。
（四）计算机日常维护中需要注意的几点问题
要想计算机能够正常的运行，这离不开日常的维护工作，对于计算机来说具有一个干燥通风的良好工作环境是很重要的，房间的空气最好要比较清新，没有太多灰尘，要保证计算机定时开机率，设备长时间不进行工作会出现老化及腐化的现象，对计算机一些部件要定期进行保养，还要注意计算机的一些设备是不能进行随意地热插拔的，设备还要经常地进行接触，同时还要防止静电的发生，以免损坏计算机的细小部件，对于计算机的系统要安装安全卫士，所有网页要在安全卫士的检测下进行浏览，并时常对计算机系统进行杀毒，以防止病毒的入侵。
【关键词】计算机应用；节能环保
1引言
从目前我国的发展状况分析，各个行业正常工作都离不开计算机，不仅是高科技产业，就连各种手工业以及服务业都离不开计算机，因此，随着计算机应用的广泛普及，计算机成为节能环保的重要领域，一旦在计算机的生产以及使用和报废方面实现环保化，能在很大程度上缓解我国的能源危机。看似计算机的环保空间有限，但只要找对方法，计算机应用能为我国的节能环保做出重要贡献，有利于我国可持续发展。
2如何实现低能耗使用计算机
2.1及时切断计算机电源随着人们生活水平的提高，在过去的几十年中，人们不再节衣缩食，更加追求生活方式的便捷，所以计算机在不用时也不会关闭主机和显示器的电源。随着地球资源不断减少，为节约能源，应该改变过去的生活理念，将低碳理念深入到生活习惯当中，在长时间不使用计算机时及时切断电源。虽然一台计算机待机时切断电源所节约的电能有限，一个月节约40度电左右，但如果大多数人能养成了好的习惯，就能节约大量能源，缓解我国能源危机。而且，科学研究表明，及时切断主机电源能延长主机的使用寿命，间接节约能源。因此，这种低碳节能又能延长主机使用寿命的生活方式应该得到推广，为我国可持续发展做出贡献。2.2不过分依赖休眠功能随着计算机的功能越来越多，对于许多人来说，计算机设备已经成为日常必备的工具，因此，常常不会关闭计算机，而是在不使用计算机时使其处在休眠状态，再次打开计算机时，计算机能够迅速恢复到原来的工作状态。因为这种计算机的使用方式能减少计算机的开关机损耗，并且方便日常使用，但是将这种使用方式当作习惯，长时间不用时，会造成浪费。因此，应该加强计算机使用者的节能意识，合理利用休眠功能，长时间不用时，及时关闭计算机电源，节约用电。2.3合理使用计算机软件因为计算机应用软件的数目不同，中央处理器的能耗情况就不同，因此，计算机软件应用越少，计算机就越节能。但是随着计算机软件的不断发展，人们使用的计算机软件越来越多，因此，而过多软件对中央处理器的影响并不被人们所重视。因此，在使用计算机的过程当中应该尽量少下载计算机软件。第一、同类计算机软件下载一个即可，例如音乐类软件，使用一个即可。第二、不再使用的软件要及时清理，不下载垃圾软件。
3降低计算机硬件设施对环境的破坏作用
3.1选购环保型计算机因为计算机不断用电，并不是一劳永逸的，因此，在选购计算机时，为保证其环保性能要选择材料环保，且能耗低的计算机。例如，计算机的显示器有液晶显示器以及CRT显示器。其中，液晶显示器不仅原料环保，而且耗电量少，对人体更加安全。因此，在计算机的选购过程中要选购材料环保，且耗电量低的计算机。相关科研人员也应该研究开发新型计算机硬件设施，使得计算机更加节能环保。3.2合理处置报废计算机首先，计算机硬件设施在生产过程中耗费了较多种类的自然资源，其次，计算机报废后产生的垃圾对环境具有及其不利的影响。因此，当所使用的计算机报废之后，不应简单当作垃圾处理。在计算机性能尚好时，尽量当作二手商品进行处理，让对计算机性能要求不高的人所使用，减少计算机的报废。在计算机没有可使用价值时，应该将计算机硬件回收，以便加工成新的产品，这样既能减少废弃物的排放，又能节约地球资源，是一种非常重要的低碳生活方式。3.3降低计算机辅助机器对环境的破坏作用随着人们对计算机要求不断提高，一些辅助计算机的机器也被广泛应用，例如，打印机、扫描仪、外部存储设备等等。这些辅助设备越来越贴近人们的生活，尤其是优盘几乎是大学生以及成年人的必备应用。这些辅助设备的能耗问题也应该引起人们的关注。首先要选购能耗低的计算机辅助设备，例如打印机尽量选择能耗较低的打印机。其次还要注意这些辅助设备所产生的废品也要正确处理，尽量回收，不要随意丢弃，以免废弃物影响环境。
4利用计算机的软件设置节能
4.1关闭不必要的启动项并不是所有的启动项都是必须的，有一些启动项只是为了满足一些特殊功能，而这些特殊功能不是必须的，因此，减少一些不必要的启动项能减少计算机的能耗水平。用户可通过系统配置实用程序进行设置，将不必要的启动项关闭即可。4.2减少不必要的插件目前，网络上流行的网站越来越多，为满足各个网站的需求，浏览器经常会下载各种各样的插件，插件过多对计算机的工作很是不利。过多的插件不仅会增加计算机的能耗，还会影响计算机的运行速度，间接增加计算机能耗水平。因此，日常生活中也要掌握一些禁用插件的设置方法。例如，在浏览器的工具选项下的管理加载项里可以将不必要的插件禁用。4.3及时清理流氓软件流氓软软件不是病毒，所以不会及时被电脑所拦截和清理，但是随着计算机网络的多元化发展，各种软件都在用户不经意中自己下载或安装，这些流氓软件大量存在，而又没有使用价值，还会增加计算机的能耗水平，甚至使得计算机硬盘运行慢，更加加大了计算机的能耗水平。因此，在使用过程中，一定要及时清理计算机硬盘，在清理作废文件的同时，清理掉这些流氓软件。
5结语
总而言之，不论是机器设备，还是人们的生活方式都要与时俱进，紧跟时代潮流。计算机以及计算机的使用更是如此。在过去计算机的发展潮流是轻质高强、系统稳定等，是为了提高计算机的使用性能。现阶段计算机的使用性能已经基本能满足人们的使用需求，计算机的发展不仅要考虑其使用性能以及经济性，还要考虑其环保性能。为贯彻我国可持续发展的方针政策，要认识到计算机应用的节能潜力，促进我国经济的绿色化发展。
【参考文献】
[1]蔡涛.建筑环保节能给水方式探究[J].中国住宅设施，2015(Z3)：34-37.
关键词：计算机；维护；诊断；故障；排除
中图分类号：TP307
1 计算机的日常维护
第一，使用习惯和环境。首先应正常且正确地开关机，不可频繁启动或者关闭计算机，以免对计算机硬盘产生严重的损害，通常情况下，关机以后应隔大约10秒左右才可开机，尤其当计算机正处于运行时，不可强制关机，以免导致数据丢失，严重时还会对硬盘产生损害或者影响。其次在关闭计算机之前，应将全部运行程序关闭，基于此再实施关闭操作，以免对计算机程序造成影响或者损坏。计算机在正常工作过程中，其理想温度应为10-30℃这一区间，若过高或者过低均有可能对计算机配件使用寿命产生影响。此外，还应定期实施除尘工作，且计算机工作交流电源应为220V，且接地系统必须要好，若有条件可借助于UPS来进行计算机的保护。
第二，合理且科学地实施硬盘分区，准备好常用工具软件。由于目前所用计算机，其硬盘均比较大，鉴于此，可将计算机分为相应的驱动器，各个驱动器各自承担相应的功能，通过这种方式不仅有利于文件的使用以及查找，同时也有利于日常维护工作的实施。此外，计算机中还应必备以下软件，即系统软件、杀毒软件、系统优化软件、系统修复软件等，对一些重要程序以及文件备份。
第三，由于计算机在长时间的应用中会复制、卸载、删除以及安装很多文件或者程序，产生大量磁盘碎片以及垃圾文件，久而久之就会对计算机运行速度产生严重的影响，严重时还会对某些系统或者文件产生一定的损坏或者影响。对此，在计算机日常维护工作中，还应定期清理磁盘，整理磁盘碎片，定期实施磁盘扫描工作，检查系统文件。
第四，使用习惯个人使用习惯对电脑的影响也很大。首先是要正常开关机。开机的顺序是，先打开外设（如打印机、扫描仪等）的电源；显示器电源不与主机电源相连的，还要先打开显示器电源，然后再开主机电源。关机顺序相反，先关闭主机电源，再关闭外设电源。其道理是、尽量地减少对主机的损害，因为在主机通电的情况下，关闭外设的瞬间，对主机产生的冲击较大。关机后一段时间内，不能频繁地做开机关机的动作，因为这样对各配件的冲击很大，尤其是对硬盘的损伤更为严重。一般关机后距离下一次开机的时间，至少应有10秒钟。特别要注意当电脑工作时，应避免进行关机操作。如机器正在读写数据时突然关机，很可能会损坏驱动器（硬盘、软驱等）；更不能在机器工作时搬动机器。当然，即使机器未工作时，也应尽量避免搬动机器，因为过大的振动会对硬盘一类的配件造成损坏。另外，关机时必须先关闭所有的程序，再按正常的顺序退出，否则有可能损坏应用程序。
2 计算机故障诊断
2.1 故障诊断的方式
计算机故障诊断的方式主要有以下几种：
第一，直接观察方式。即在动态或者静态的条件下，对计算机运行变化情况进行观察与分析。在动态下，通过屏幕信息提示内容的观察，结合所提示的具体信息，明确故障具置或者某一部分；在静态下，查看计算机内是否出现烧焦元器件，有无异常响声，插件是否存在短路、松动、断线或者脱落等较为显著的故障。
第二，程序诊断方式。这种方法主要分为两种，即自检程序诊断方式与专用程序诊断方式，在微机BIOS中自身有开机自检程序，当开机时，开始测试系统，根据不同种类故障，结合所显示出来的各种错代码和发生的异常声响，来诊断故障；专用程序诊断方式则是指利用专门为检查计算机所编写的这一程序来进行故障的查找以及诊断，采用这种方式时，要求计算机可正常显示，同时光盘驱动器或者磁盘驱动器均可正常运行。
第三，拔插法和交换法。拔插法一般适合电脑死机或者无任何显示等相关故障的诊断；交换法则是指和一套这正常工作的计算机相同器件、插件或者部件等交换。
2.2 具体故障诊断以及处理
第一，显示系统。微机显示系统硬件为显示卡和显示器所组成，在显示系统发生问题时，事先应对显示器和显示卡信号线插头的接触进行检查，查看其接触的良好性，插头的插针有无折断现象，若还是不行，则可连接一台运行正常的显示器来进行验证，若显示不正常，则可将已坏显示卡换掉，若仍旧不可解决问题，则说明是显示器发生故障，可将显示器换掉。
第二，硬盘。当硬盘出现问题时，事先应明确是否是外部环境方面的因素，比如电缆、主板、电源或者硬盘接口等，如果为硬盘内部的问题，则应交于硬盘生产商来进行处理。基于硬件问题的排除下，应对分区进行检测，若分区表、主引导区或者引导程序中的某一个受到损坏或者破坏，均会发生硬盘丢失问题。如果电脑不可从硬盘来启动，则可借助于软盘来启动，启动以后再进行硬盘的访问，如果硬盘能够被访问，则可能是操作系统受到破坏，可通过重新安装另外的操作系统来处理，或直接将其他电脑硬盘拿来对拷。如果不可被访问，则可能是分区中某一区被破坏，在此时，可借助于杀毒软件或者磁盘工具软件等所包含的修复工具来进行诊断与修复，若仍旧不可解决问题，则可对硬盘重新进行分区，并重装系统。
3 结束语
综上所述，在计算机的使用过程中，必须要加强日常维护与故障诊断，按照计算机自身所具特性和使用要求，正确且合理地使用计算机。同时在实践中还要不断地总结经验和教训，提高实际操作水平，加大计算机相关知识的学习，从而有效且合理地进行计算机故障的诊断，继而进一步使计算机的使用寿命得以延长。
参考文献：
[1]钟少钢.浅谈高职院校计算机硬件故障检测及其日常维护心得[J].计算机光盘软件与应用，2012（21）：94-95.
[2]陈彬.浅析计算机日常维护以及常见故障的处理方式[J].消费电子，2013（20）：102-102.
[3]张波.计算机硬件中常见故障及维护措施探讨[J].计算机光盘软件与应用，2012（12）：102.
[4]焦玮.计算机硬件故障维护处理的方法[J].经济生活文摘（下半月），2013（04）：528.
关键词:机房环境;电源稳定性;防雷防尘;温度;湿度
中图分类号:G47
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2010)17-0362-02
机房实验室对于环境平台有着极为严格的要求,其各种环境条件和技术操作直接关系到计算机设备的正常运转和正常的教学环节,在建设和管理计算机机房的过程中,必须依照科学标准,严格遵循技术要求规范。为了保证计算机设备的正常运行以及工作人员能有良好的工作环境,机房实验室建设主要应注意以下几个方面:
1 供电系统安全性
我国市电的质量不高,电压不稳、杂波、干扰等现象较为严重,电源一直是计算机产生故障的主要因素,因此电源稳定是机房实验室最重要的环境因素之一。
鉴于机房设备的重要性,一般采用独立负载供电方式,以尽量减少其它线路出现问题对其产生影响。机房电源电压应在180-264V AC,频率在47-63Hz,其它单一谐波不得高于3%。电源稳压器或不间断电源的容量应为设备总容量外加30%的安全容量(若考虑以后的扩容,其容量也应计算在内)。机房用电应使用独立的电线,专用变压器、电源稳压器(AVR)。若考虑稳定性与资料的重要性,还需增设稳压电源和不间断电源(UPS) 。UPS具有稳频稳压功能和抗干扰能力,能够很好地保护机电设备,并且当电网供电突然中断时,UPS可满负荷供电一个小时以上,同时可启用应急电源发电机组,保障电力的供应。如果没有条件配备稳压电源,则应尽量避免在电压波动大的时候使用计算机。
电源进线应按照《建筑物防雷设计规范》的要求,采取过电压保护措施,禁止将机房电源与大型电梯、升降机、复印机等共用同一电源或同一地线,以避免受到干扰。在机房内应安装适当数量的普通插座,以供维修人员使用,并且这些插座不宜与电源系统共用电源。每一组成单元中各设备的电源插头,应插入同一条供电线路中,有利于减少各单元之间产生的噪声相互干扰,也有利于提供一个公共接地点。
机房应设置专用的配电箱,由低压系统提供独立的供电回路。计算机设备的电源线路与其他辅助设备的配电线路必须分开设置,以减少对计算机的电磁干扰。配电箱的位置应尽量靠近机房,便于操作。专用配电箱电源应采用电缆进线,不得不采用架空进线时,应在低压架空电源进线处或专用电力变压器低压配电母线处设置低压避雷器。
2 防雷和防尘措施
雷电对机房内的主机、服务器等终端电子设备的危害不容忽视,为防止雷击危害,应制做防雷接地系统。防雷接地在理论上要求接地电阻越小越好,相关规定计算机机房实验室的接地电阻值应小于4Ω。防雷技术要求:一、防雷接地的下引线尽量利用现有自然导体,制做时各金属之间必须有可靠金属相连。二、若以建筑物混凝土柱子中的钢筋柱作下引线,则至少应用4 根柱子,每根柱子至少有2 根主钢筋接点被全部焊接。三、下引线以最短距离接到防雷接地体上,地上部分应该全部涂漆,地面上2.5 m ,地面下200 mm 范围内作机械保护装置,同时尽量避免弯曲。此外在材料选择上应注意选取镀锌的钢材作接地体或接地体连线,且不可用铝材代替钢材。注意材料强度,选用铜材作连线时,要做搪锡处理以防止锈蚀,铜与铜连接用铜焊,在接地系统中禁止用铜和钢焊在一起使用,特别是在埋入地下的部分。同时用以下办法可有效降低接地电阻:用食盐作添加剂减少土壤电阻系数;采用高效降阻剂降低接地电阻;增加接地体及其连线,改变布局降低电阻。
由于工作人员、机房条件和机器设备本身的因素,不可避免地会在机房内产生灰尘。灰尘对机电设备的影响很大,特别是对一些精密设备和接插件影响最为明显,附着在电路板上的灰尘积聚到一定程度,就会引起机器内部线路断路,引发故障。国家标准《计算站场地技术要求》GB2887 - 89 规定机房含尘量标准为A 级粒度(μm) ≥0.5,个数(粒/ dm3) ≤1 000;B 级粒度(μm) ≥0.5,个数(粒/dm3) ≤1 8000(注:A 级相当于3.229 ×106粒/m3 ;B级相当于5.382×106粒/m3。)为了防止机房内尘埃增多,可以采取以下措施:一、在机房入口安装风浴通道,防止工作人员把灰尘带入机房;二、采用不吸尘、不发尘材料装修,对围护结构严格处理,防止墙壁、天花板脱皮、起尘;三、对新风系统选入机房内的新鲜空气进行高效或亚高效过滤;四、尽量减少设备发尘量,不使发尘源扩大,使机房保持一定的正压;五、机房工作人员应穿着无尘工作服。
3 温、湿度控制
温度对电子设备产生影响的各种因素中是非常重要的影响因素,我国《计算机站场地技术条件》GB2887-89中规定:开机时机房内温度要求为:A级在夏季为(22±2)℃,冬季为(20±2)℃;B级为15～30℃;C级为10～35℃。温度变化率最高不得超过15℃/h且不得结露。停机时机房内温度要求
为:A、B级5～35℃;C级10～40℃(温度变化率同上)。
一般情况下,计算机工作的温度在18～24 摄氏度,机房的最佳工作温度环境为20℃左右的室温。据实验得知,室温在规定范围内每增加10℃,半导体器件的可靠性约降低25%,如果环境温度过高且计算机长时间工作,因热量较难散发将导致计算机运行出错、死机等现象、甚至烧毁芯片。器件周围的环境温度大约超过60℃时,就将引起设备故障。温度过低则会产生结露,使软盘、磁盘等读写信号减弱,工作不稳。此外温度变化率一般不得超过15 ℃/ h,因温度的非正常增加也会引起电阻值、电容值变化,若变化超出许可范围,也会引起机电系统运行不稳定,故障率增加;同时还会影响绝缘材料和记录介质的正常工作,甚至引发故障,造成数据丢失或无法存取等严重后果。
不良的相对湿度不仅会影响机器设备的可靠性和寿命,而且会影响工作人员的身体健康。为了确保机房内计算机设备的正常运转,除了严格控制温度以外,还应把湿度控制在规定的范围内。我国《计算站场地技术条件》国家标准中规定:开机时机房内相对湿度:A 级:45 %～65 %;B 级:40 %～70 %;C 级:30 %～80 %。停机时机房内相对湿度:A 级:40 %～70 %;B 级:20 %～80 %;C 级:8 %～80 %。机房工作环境的相对湿度宜在40 %～60 %之间。如果湿度过高,会使计算机电子元件表面吸附一层水膜,引起内部元件、触点及引线锈蚀,造成断路或短路。低湿度的危害有时比高湿度甚至更加严重。低湿度状态下机房易积累静电电荷,静电荷大量积聚将引起磁盘读写错误,并可能烧毁半导体器件。实验表明:当计算机机房相对湿度为30 %时,静电电压为5 000 V;当相对湿度为20 %时,静电电压为10 000 V;而降至5 %时,静电电压则高达20000 V ,静电不仅会使计算机设备的运算出现故障,而且威胁操作人员身心健康。此外,高湿、潮湿、低温、干燥等交替变化的环境也会由于材料毛细管的呼吸作用进一步加速材料的吸潮和腐蚀过程,其危害尤为严重,因此长期不使用的机器要定期加电去湿。
4 总结
机房内除必须满足计算机设备对供电系统、防雷防尘、温、湿度、空气洁净度等方面技术要求外,还必须考虑工作环境对照明度、空气流通性和流速及噪声等。要求综上所述,计算机实验室良好的环境平台是保证教学工作顺利进行的前提。我们在机房建设过程中要充分考虑建设的合理性,以便建立安全、稳定、标准、舒适的机房环境,更好的为教学服务。
参考文献
关键词：计算机硬件；故障；处理
中图分类号：TP307文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2012) 07-0000-02
随着社会科学技术的大力发展，计算机被人们应用到各行各业之中，人们获取信息的重要途径就是计算机，在计算机发展的同时也存在一些计算机硬件故障，它给人们的计算机正常使用带来了很大的困扰。下面就计算机硬件故障进行了几类分类。
一、计算机硬件故障分类
计算机作为一种精密的设备，它的工作原理相对复杂，组成一台计算机需要成千上万个电子元件，发生的计算机硬件故障也是各种各样。
（一）按照硬件故障来分
真故障：指各种卡板出现的电气或机械故障，这些故障导致卡板无法正常工作，计算机系统无法启动。假故障：指各种卡板完好，但由于硬件安装设备或外界因素产生的系统不能正常工作。比如，计算机电源插座开关没有很好的接触，系统与设备连线脱落，计算机操作疏忽，设置没有调节到位等等。
（二）按照故障出现时间来分
前期故障是发生在用户购买设备到货到保修期之间的故障，它们多是由于运输受震、设计不合理、装配工艺差或元件质量不合格引起的。有的故障也是人为操作不当引起的。这一部分中元件工艺性故障比追踪较大。中期故障指用户使用了几年后产生的故障，他们由于几个电路中电流，高电压、发热元件质量不合格引起的。这类情况在更换元器件后就可以消除。在这类故障中排风扇的故障出现几率比较大。后期故障指计算机设备在使用了很长一段时间里，这些设备的电阻、电容、集成电路或半导体等由于日常的老化失效。在使用新全设备后可以
使正常工作。
（三）按照故障原因分类
按照故障起因可以分为内部的、外部的以及人为的故障。内部故障指设备内部元件虚焊，开关触点氧化、铜断等诸多由于元件质量原因造成的故障。外部故障由用户的外部条件引起，比如长期工作造成设备大功率元件损害，灰尘、潮湿造成元件老化，工作性能下降，电压不稳定引起电路元件寿命缩短。人为故障是指人为原因造成的元件故障，比如说运输途中距离的振动、用户自己乱卸、自己乱修改等等。
二、硬件故障识别排除一般方法
（一）软件排除
由于软件的原因导致硬件不能正常工作的情况很常见，我们可以还原BIOS参数，然后选择一个可以正常使用的备份文件进行注册表的恢复。在“我的电脑”里的“设备管理器”里双击设备名称，找出并分配不冲突的资源。
（二）插拔替换
当初次确定故障的发生位置后，可以将可能产生故障的元件线路重新插播，排除松动的原因或线路接触不良的原因。比如，可以将卡板拔下后进行金手指擦拭，将线缆重新插拔。如果插拔后还是不能解决故障，就可以替换原来的卡板，采用相同型号的卡板进行替换。确定出硬件故障是卡板本身的原因
（三）用诊断软件测试
用专门可以诊断检查硬件故障的软件来查找硬件故障产生的原因。比如使用诺顿工具箱。诊断类软件不但检查整个计算机系统各个元件的运行情况，还能检查整个计算机系统的稳定性。一旦发现问题可以做出详细的报告，便于查找出故障的原因。
（四）直接观察法
通过看、摸、听、嗅的方法进行计算机硬件明显故障的检查。比如，当听到BIOS报警声时可以判断出硬件故障发生的位置，观察电源是否有异常声音或火花发生，观察各个接线插头是否已经松动，线缆是否已经破损。电板上的元器件是否发烫、断裂、烧焦，风扇是否运转正常。当现象不太明确时，可以采用轻敲的方式进行有关元器件的轻轻敲打，然后观察是否存在计算机硬件故障问题。
（五）系统最小法
有时计算机在开机后没有任何的报警信息和显示，这时可以简要的进行系统的安装，即只安装cpu,、显卡、主板、内存。这种最小系统法如果还不能工作，可以在cpu,、显卡、主板、内存之间进行元件的替换，直到找到故障元件为止。如果正常工作，可以增加其他元件的安装。
三、常见硬件故障处理方法
（一）CPU故障
CPU的针脚与主板孔接触不良时，计算机在开机后没有任何反应，这时可以断开电源，重新插好CPU的针脚与主板孔即可。当CPU出现质量上的问题时，系统也会出现死机、重启的现象，这需要在购买CPU时选择“盒装”带有保证书的CPU。随着科技的发展，CPU的主频将会越来越高，缓存容量也会越来越大，由缓存自带的问题引起的计算机系统不稳定情况也在增加，这时可以将CPU中的缓存关闭来解决问题。CPU经常超频、散热散的不好也会导致计算机系统的死机。我们还要做好计算机使用时的散热工作。
（二）显示器故障
当确定显示器的电线连接完好时，如何显示器无法进入计算机系统，可以调节显示器的刷新频率调到正常状态。当显示器的屏幕显示颜色不正常时，可能由于显示器的磁化反应造成的，情况不严重时可以通过显示器自有的消磁功能进行消磁。显示器屏幕的常见性抖动是由于刷新频率过低引起的，这时可以调高一些屏幕的刷新频率。显示器出现花屏的情况时，可能是主板的受潮引起的，这时需要把计算机电脑放到通风、干燥的地方，但不能接受阳光的直射。
（三）风扇故障
主机的CPU风扇和电源风扇出现异常时，经常会引起系统死机，更有甚者会引起主机电源、主板和CPU损坏。风扇故障的排除方法是先把主机机箱打开，在主机运行的同时观察电源风扇或CPU风扇是否正常转动。当CPU风扇运转不正常时，再用手摸CPU，CPU温度正常则CPU风扇也是正常的，CPU温度过高就表明CPU风扇出现了故障。对于主机的CPU风扇和电源风扇要进行定期的清洗工作，洗去主机的CPU风扇和电源风扇上的灰尘，必要时还有涂上机油，防止主机的CPU风扇和电源风扇上的灰尘过多而影响散热效果，导致系统的死机。
（四）电源故障
出现电源故障的表现是显示器不能显示，开不开机或主机无法启动，多次拔掉电源线的开机才能完成系统启动工作。这时可以考虑更换一个更大功率的电源。在系统没有进行重启动作而发生反复重启时，可以检查周围的环境是否存在强电的干扰。
（五）主板故障
主板发生故障时可能导致系统的启动失败，显示器不能显示。在主板驱动没有安装好的情况下，计算机系统的工作表现会不稳定，有蓝屏、重新启动的现象，这时可以把主板的驱动安装结实，然后装上网卡、显卡等其他驱动。当主板的电池有问题时，显示器不会进行输出工作，建议把CMOS放电或设置跳线，显示器还是没有输出工作时可能由于电池的电压不够高或着电池已经损坏了，这时可以用别的电池进行替换。因为硬件冲突而造成的显示器蓝屏可能是由病毒引起的，这时可以采取BIOS启动程序刷新来处理。检查主板上的小元件是否有脱焊、松动的现象，如果有脱焊的小元件需要及时进行焊接，如果有松动的小元件可以把小元件重新固定好。主机主板上的电源没有接好或灰尘太多也会引起主板故障，这就需要对主板进行及时的清洁检查工作。
（六）内存故障
计算机的内存有故障时会导致计算机系统的反复重启、显示器蓝屏或非正常显示、系统死机，在计算机开机时也会出现“滴滴滴”的警报声，当出现这种情况时，可以选择以下做法：第一步要断开主机的电源，取出机箱内的内存条，观察是否有插反的情况，如果插反就更正过来，如果没有插反就检查内存条的表面芯片与主板的电路板是否有损坏的情况，如果内存条的表面芯片与主板的电路板没有损坏，可以再检查内存条的“金手指”是否有氧化情况。因为内存条质量的原因而致使计算机系统工作不正常，造成系统经常被动转入安全模式、显示器“蓝屏死机”或显示器出现“注册表损坏”的字样，可以进行内存条的更换。当一个内存条可以在其他的机器上使用，而在原来的机器上不能正常使用时可能是由CMOS系列的病毒程序引起的，这些病毒通过修改CMOS的参数阻止系统正常运行，这时可以将CMOS电池进行放电处理，也可能是由于新内存条与原来机器的主板不能相互兼容，这样可以选择BIOS的升级工作进行有效处理。
（七）硬盘故障
计算机的硬盘出现故障时的表现是在“我的电脑”里找不到硬盘的图标，无法进行硬盘的格式化，进行硬盘的读写功能时速度太慢，有一些硬盘的信息数据无故丢失，硬盘故障还能导致显示屏的经常性蓝屏。针对于在“我的电脑”里找不到硬盘图标的情况，可以打开主机箱，观察硬盘的指示灯是否指示，如果指示灯开着表明硬盘电源接触良好，如果指示灯不亮，可以进行硬盘数据线的更换。无法进行硬盘的格式化可以更换相应的硬盘跳线。进行硬盘的读写功能速度太慢时可以进行硬盘的磁盘碎片整理工作。
四、结束语
计算机硬件的维护是一门技术，也是一门艺术。对于计算机使用时出现的这样那样的硬件故障，我们只有不断摸索、吸取教训、不断分析、积累经验，才能对计算机硬件的故障进行有效的处理和诊断，使计算机可以更好的提供服务。
参考文献：
[1]张任斌.计算机硬件故障识别与处理技术[M].清华大学出版社,2008
[2]王鑫.关于计算机硬件故障处理技术[J].计算机与数字工程,2009
[3]张凡.计算机硬件安全问题探究[J].计算机专刊,2010
[4]黄曼霞.关于计算机的硬件故障[J].现代科学,2009(8)
[5]乐敏.关于计算机硬件问题的思考[J].浙江工商职业技术学院学报,2009(2)
[6]柳小燕.计算机硬件故障的问题解决方法[J].计算机知识,2009(01)
一、关机加速 一键待机
打开“控制面板”“电源选项”，选择“高级”选项卡，在这里设置“在按下计算机电源按钮时”下拉选单，在其中勾选“休眠”或“待机”。应用设置后，就可以使用一键待机了。例如在下班前，正在进行某项明天要继续的工作，这时只要按一下机箱上的电源按钮，就可以下班走人了。而第二天，按下开机键就可以很快进入系统，继续昨天未完成的工作。
从待机状态恢复时，可能会被他人偷窥到电脑中的资料。对此，可在“高级”选项卡中，勾选“在计算机从待机状态恢复时，要求输入密码”项，为待机加上一道安全防护。
二、打造“Sleep”休眠键
首先在“电源选项”对话框的“休眠”选项卡中，勾选上“启用休眠”功能。接着在桌面上点击右键，在弹出的菜单中选择“新建”“快捷方式”，在“创建快捷方式”对话框中输入“rundll32.exe powrprof.dll, SetSuspendState”命令。单击“下一步”，在“选择程序标题”对话框中输入“休眠”。“完成”后，右击桌面上的“休眠”快捷方式，打开对话框选择“快捷方式”选项卡，在“快捷键”中按下自己喜欢的快捷键，如“F8”。设置好后，只需按下“F8”键即可实现一键休眠了。
三、合理设置待机电源
很多时候，只是暂时离开电脑，这时就无需关闭大部份硬件设备的电源了，例如USB接口、网卡、鼠标等设备，这样可使恢复速度得到提升。
以网卡为例，打开“设备管理器”，右键点击网卡项目，在弹出菜单中选择“属性”命令，打开属性设置对话框。选择“电源管理”选项卡，在这里取消对“允许计算机关闭这个设备以节约电源”项的选择，点击应用即可。使用同样方法，禁用USB和鼠标等设备的电源关闭功能。
四、待机状态也能关闭电源
普通待机的方法是不能关闭电源的，因为数据是存储在内存中的，一旦关机的话，将会造成数据丢失。要想关机，只有使用休眠，但休眠启动的时间还是较长的。如果利用主板电源的STR技术，可在待机时也能关闭电源，而且恢复电脑到工作状态也只用几秒钟。
大部份主板都支持STR技术。以梅捷SY-I5PRLE主板为例，开机后进入CMOS设置页，选择“Power Management Setup”电源管理设置。进入后找到“ACPI Suspend Type”项，将其设置为“S3(STR)”模式，保存CMOS设置即可。以后使用待机时，机箱电源会自动关闭，当按下机箱电源按钮时，系统即可高速恢复到待机时的保存状态。
在使用STR技术待机时，不可切断主板的供电电源，否则保存数据将会丢失。另外，要在待机状态中通过鼠标与键盘唤醒系统，那么可在CMOS中设置，将“PS/S KB /MS Wake up From S3-S5”设置为“Enable”即可。
五、解决待机自动恢复问题
有的系统在待机时，会不时地自动从待机状态恢复，又自动进入待机状态。这个问题多半是由于网卡的电源设置不当造成的。对此，可在“设备管理器”中展开“网络适配器”，双击网卡项打开属性窗口，在“电源管理”选项卡中，取消“允许这台设备使计算机脱离待机状态”的勾选即可。
六、为休眠待机再提提速
【关键词】计算机联锁;故障;处理方法
随着现代铁路的高速发展，计算机联锁系统逐步取代电气联锁系统，如何保证计算机联锁系统安全可靠、长期稳定的运行并维护和及时处理好发生的故障，对于铁路运输、行车安全具有重要作用。本文从维护的角度，对计算机联锁维护故障处理及维护工作提出几点参考意见，并对计算机联锁设备的故障类型与处理原则，常见故障及处理，以及具体计算机单元故障、通讯线路故障、切换故障、电源故障等方面分别进行了介绍。
1.计算机联锁设备故障处理的步骤
接到计算机联锁设备故障通知后，切忌盲目动设备。
首先应掌握故障现象、影响范围、对车务影响程度、分析联锁关系、排除车务错误操作的可能。
接着查看机房联锁机、控制台（显示器）、控显机（上位机）的运行状态，联锁机采集板、驱动板信息位指示灯状态是否正常，初步掌握信息，再决定如何处理，并将情况及时报段调度和车间。
再根据故障现象初步分析故障发生部位，区分室内故障还是室外故障，区分联锁机、控显机故障还是继电部分故障，不能马上区分时，简单故障如道岔扳不动、红光带等可跳开上述步骤，同普通故障一样处理，可通过借助控制台电流表、轨道测试盘、微机监测等设备进行判断处理。
2.计算机联锁设备的故障类型与处理原则
2.1 故障类型
计算机联锁系统的故障按性质，可分为硬件故障和软件故障。根据硬件故障发生的时间特征，可分为永久性故障#间歇性故障和瞬时故障。永久性硬件故障一旦发生即永久存在，故障排除前，故障设备不能恢复正常运行。永久性硬件故障通常由于元器件失效，连接线断线或短接等引起。
间歇性故障是重复发生，未经排除能自动消灭的故障现象，通常是由于元器件性能变化，接插件接触不良，焊点虚接等引起。瞬时故障通常是由于外界干扰因素引起的偶发性事件。软件故障是由于软件设计中存在的缺陷，在特定站场条件和特殊操作组合情况下，缺陷被暴露出来而引起的故障。
2.2 处理原则
对于永久性故障和间歇性故障处理，首先用备用设备替换故障设备，令故障设备退出运行，使系统恢复正常，然后对故障现象进行分析，对故障设备进行检查，找出故障原因，通过更换电路板或排除故障点加以解决。对于很难在短时间内找出发生的原因，应首先进行系统复位，恢复系统运行，然后对发生的故障前后的环境条件、信号设备状况、控制台操作情况做周密的调查和详细的记录，并结合历次处理故障发生时的记录，从中找出有规律性的条件因素。要注意对机房温度、电源情况、接地状态、天气情况等环境方面的情况进行分析，改善环境条件，防止故障发生。现场运行的软件，通常以固化的方式存储，不给现场人员提供查看和修改程序的方法和手段，软件的维护由设计单位终身负责。在计算机中执行的目标程序代码，可读性极差，又有严密的逻辑性，一条指令或一个代码错误就有可能靠造成系统的崩溃。因此不得不采取严格的保护措施。软件缺陷未经排除将永远存在，在相同的条件下可以再现故障，从重复发生的现象中找出规律性的因素，提供给设计单位，由设计单位改进软件设计，排除程序中的错误。
3.常见故障与处理方法
计算机联锁系统是由多台微机组成的分布式系统。每台微机由多个电路板构成，各微机之间通过网络互联，进行信息交换。系统响应第一个操作和完成第一项控制功能，都需要许多部件参与工作，因此一项功能的失败，可能由系统中的不同部件的多种不同原因引起。不同部件的故障，对系统功能的影响范围不同，而系统在同一时间发生的1个以上多重故障的概率极小。确定故障部位后，应首先采取主备系统切换的措施，尽快恢复系统运行，减少对运输的影响，然后对有故障的部分停机检修，排除故障。下面是常见的故障及处理方法。
3.1 计算机单元故障及处理方法
（1）联锁机：STD板故障，具体表现为STD 层运行灯停止闪烁，接受灯、中断灯灭，采集层、驱动层指示灯停闪、故障表示为CPU板故障。
处理方法：更换CPU板;STD层中断2灯灭，运行闪灯，但接发灯闪烁有一些灭灯，根据灭灯的位置，更换STD-01板（与监控机通信和联锁机通讯）。BJ-A0 板故障，STD运行灯、中断灯、报警灯均不闪烁，采集工作灯正常。处理方法：更换BJ板或紧固插座人。
（2）监控机：PC-01网卡故障，其联锁机STD层第1组接发灯闪烁不对，其他灯正常，并有“以联锁要通讯中断”的提示;以太网卡出现故障时提示为监控机与维修机通信中断，VGA显卡有故障时，显示屏无显示或者图形有缺陷。
处理方法：更换PC-01网卡则恢复正常，需要更换显卡或插接不牢。
3.2 通讯线路故障及处理方法
总线插头松动或插接不良，联锁机无法与监控机通信。而LS插头松动或插接不良，联锁机的工作机与备机不能同步。
处理方法：检查插头是否松动，只有完全接触良好，在按联机按钮主可同步。
3.3 切换故障及处理方法
联锁机零层切换板故障时，切换校核报错，某一监控机与联锁机通信中断，排除上述故障，控制台监视器和数字化仪切换板故障，会导致控制台显示屏和数字化仪不能正常随着监控机的切换而切换到工作中的监控机上，也可造成显示屏上无任何显示。
处理方法：此时排除外界电源因素的影响，则需要更换切换板，排除故障。
3.4 电源故障及处理方法
动态稳压电源故障，其故障会导致所有动态继电器的驱动失效，不能驱动室外设备。计算机电源故障，UPS电源，STD电源、采集电源、驱动电源及监控机电源出现故障后，其所带的负载均无法开启。
处理方法：检查输入电源工作情况，输出电源工作情况如果都正常，需要根据故障的点更换电源板件，恢复故障现象。
当前,电力电子作为节能、节才、自动化、智能化、机电一体化的基础,正朝着应用技术高频化、硬件结构模块化、产品性能绿色化的方向发展。在不远的将来,电力电子技术将使电源技术更加成熟、经济、实用,实现高效率和高品质用电相结合。
1.电力电子技术的发展
现代电力电子技术的发展方向,是从以低频技术处理问题为主的传统电力电子学,向以高频技术处理问题为主的现代电力电子学方向转变。电力电子技术起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其发展先后经历了整流器时代、逆变器时代和变频器时代,并促进了电力电子技术在许多新领域的应用。八十年代末期和九十年代初期发展起来的、以功率MOSFET和IGBT为代表的、集高频、高压和大电流于一身的功率半导体复合器件,表明传统电力电子技术已经进入现代电力电子时代。
1.1整流器时代
大功率的工业用电由工频(50Hz)交流发电机提供,但是大约20%的电能是以直流形式消费的,其中最典型的是电解(有色金属和化工原料需要直流电解)、牵引(电气机车、电传动的内燃机车、地铁机车、城市无轨电车等)和直流传动(轧钢、造纸等)三大领域。大功率硅整流器能够高效率地把工频交流电转变为直流电,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶闸管的开发与应用得以很大发展。当时国内曾经掀起了-股各地大办硅整流器厂的热潮,目前全国大大小小的制造硅整流器的半导体厂家就是那时的产物。
1.2逆变器时代
七十年代出现了世界范围的能源危机,交流电机变频惆速因节能效果显著而迅速发展。变频调速的关键技术是将直流电逆变为0~100Hz的交流电。在七十年代到八十年代,随着变频调速装置的普及,大功率逆变用的晶闸管、巨型功率晶体管(GTR)和门极可关断晶闸管(GT0)成为当时电力电子器件的主角。类似的应用还包括高压直流输出,静止式无功功率动态补偿等。这时的电力电子技术已经能够实现整流和逆变,但工作频率较低,仅局限在中低频范围内。
1.3变频器时代
进入八十年代,大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展,为现代电力电子技术的发展奠定了基础。将集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合,出现了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的问世,导致了中小功率电源向高频化发展,而后绝缘门极双极晶体管(IGBT)的出现,又为大中型功率电源向高频发展带来机遇。MOSFET和IGBT的相继问世,是传统的电力电子向现代电力电子转化的标志。据统计,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半导体器件市场上已达到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在电力电子领域巳成定论。新型器件的发展不仅为交流电机变频调速提供了较高的频率,使其性能更加完善可靠,而且使现代电子技术不断向高频化发展,为用电设备的高效节材节能,实现小型轻量化,机电一体化和智能化提供了重要的技术基础。
2.现代电力电子的应用领域
2.1计算机高效率绿色电源
高速发展的计算机技术带领人类进入了信息社会,同时也促进了电源技术的迅速发展。八十年代,计算机全面采用了开关电源,率先完成计算机电源换代。接着开关电源技术相继进人了电子、电器设备领域。
计算机技术的发展,提出绿色电脑和绿色电源。绿色电脑泛指对环境无害的个人电脑和相关产品，绿色电源系指与绿色电脑相关的高效省电电源,根据美国环境保护署l992年6月17日“能源之星"计划规定,桌上型个人电脑或相关的设备,在睡眠状态下的耗电量若小于30瓦,就符合绿色电脑的要求,提高电源效率是降低电源消耗的根本途径。就目前效率为75%的200瓦开关电源而言,电源自身要消耗50瓦的能源。
2.2通信用高频开关电源
通信业的迅速发展极大的推动了通信电源的发展。高频小型化的开关电源及其技术已成为现代通信供电系统的主流。在通信领域中,通常将整流器称为一次电源,而将直流-直流(DC/DC)变换器称为二次电源。一次电源的作用是将单相或三相交流电网变换成标称值为48V的直流电源。目前在程控交换机用的一次电源中,传统的相控式稳压电源己被高频开关电源取代,高频开关电源(也称为开关型整流器SMR)通过MOSFET或IGBT的高频工作,开关频率一般控制在50-100kHz范围内,实现高效率和小型化。近几年,开关整流器的功率容量不断扩大,单机容量己从48V/12.5A、48V/20A扩大到48V/200A、48V/400A。
因通信设备中所用集成电路的种类繁多,其电源电压也各不相同,在通信供电系统中采用高功率密度的高频DC-DC隔离电源模块,从中间母线电压(一般为48V直流)变换成所需的各种直流电压,这样可大大减小损耗、方便维护,且安装、增加非常方便。一般都可直接装在标准控制板上,对二次电源的要求是高功率密度。因通信容量的不断增加,通信电源容量也将不断增加。
2.3直流-直流(DC/DC)变换器
DC/DC变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压,这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制,同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能,并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(20~30)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源),同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。
通信电源的二次电源DC/DC变换器已商品化,模块采用高频PWM技术,开关频率在500kHz左右,功率密度为5W~20W/in3。随着大规模集成电路的发展,要求电源模块实现小型化,因此就要不断提高开关频率和采用新的电路拓扑结构,目前已有一些公司研制生产了采用零电流开关和零电压开关技术的二次电源模块,功率密度有较大幅度的提高。
2.4不间断电源(UPS)
不间断电源(UPS)是计算机、通信系统以及要求提供不能中断场合所必须的一种高可靠、高性能的电源。交流市电输入经整流器变成直流,一部分能量给蓄电池组充电,另一部分能量经逆变器变成交流,经转换开关送到负载。为了在逆变器故障时仍能向负载提供能量,另一路备用电源通过电源转换开关来实现。
现代UPS普遍了采用脉宽调制技术和功率M0SFET、IGBT等现代电力电子器件,电源的噪声得以降低,而效率和可靠性得以提高。微处理器软硬件技术的引入,可以实现对UPS的智能化管理,进行远程维护和远程诊断。
目前在线式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS发展也很迅速,已经有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多种规格的产品。
2.5变频器电源
变频器电源主要用于交流电机的变频调速,其在电气传动系统中占据的地位日趋重要,已获得巨大的节能效果。变频器电源主电路均采用交流-直流-交流方案。工频电源通过整流器变成固定的直流电压,然后由大功率晶体管或IGBT组成的PWM高频变换器,将直流电压逆变成电压、频率可变的交流输出,电源输出波形近似于正弦波,用于驱动交流异步电动机实现无级调速。
国际上400kVA以下的变频器电源系列产品已经问世。八十年代初期,日本东芝公司最先将交流变频调速技术应用于空调器中。至1997年,其占有率已达到日本家用空调的70%以上。变频空调具有舒适、节能等优点。国内于90年代初期开始研究变频空调,96年引进生产线生产变频空调器,逐渐形成变频空调开发生产热点。预计到2000年左右将形成。变频空调除了变频电源外,还要求有适合于变频调速的压缩机电机。优化控制策略,精选功能组件,是空调变频电源研制的进一步发展方向。
2.6高频逆变式整流焊机电源
高频逆变式整流焊机电源是一种高性能、高效、省材的新型焊机电源,代表了当今焊机电源的发展方向。由于IGBT大容量模块的商用化,这种电源更有着广阔的应用前景。
逆变焊机电源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)变换的方法。50Hz交流电经全桥整流变成直流,IGBT组成的PWM高频变换部分将直流电逆变成20kHz的高频矩形波,经高频变压器耦合,整流滤波后成为稳定的直流,供电弧使用。
由于焊机电源的工作条件恶劣,频繁的处于短路、燃弧、开路交替变化之中,因此高频逆变式整流焊机电源的工作可靠性问题成为最关键的问题,也是用户最关心的问题。采用微处理器做为脉冲宽度调制(PWM)的相关控制器,通过对多参数、多信息的提取与分析,达到预知系统各种工作状态的目的,进而提前对系统做出调整和处理,解决了目前大功率IGBT逆变电源可靠性。
国外逆变焊机已可做到额定焊接电流300A,负载持续率60%,全载电压60~75V,电流调节范围5~300A,重量29kg。
2.7大功率开关型高压直流电源
大功率开关型高压直流电源广泛应用于静电除尘、水质改良、医用X光机和CT机等大型设备。电压高达50~l59kV,电流达到0.5A以上,功率可达100kW。
自从70年代开始,日本的一些公司开始采用逆变技术,将市电整流后逆变为3kHz左右的中频,然后升压。进入80年代,高频开关电源技术迅速发展。德国西门子公司采用功率晶体管做主开关元件,将电源的开关频率提高到20kHz以上。并将干式变压器技术成功的应用于高频高压电源,取消了高压变压器油箱,使变压器系统的体积进一步减小。
国内对静电除尘高压直流电源进行了研制,市电经整流变为直流,采用全桥零电流开关串联谐振逆变电路将直流电压逆变为高频电压,然后由高频变压器升压,最后整流为直流高压。在电阻负载条件下,输出直流电压达到55kV,电流达到15mA,工作频率为25.6kHz。
2.8电力有源滤波器
传统的交流-直流(AC-DC)变换器在投运时,将向电网注入大量的谐波电流,引起谐波损耗和干扰,同时还出现装置网侧功率因数恶化的现象,即所谓“电力公害”,例如,不可控整流加电容滤波时,网侧三次谐波含量可达(70~80)%,网侧功率因数仅有0.5~0.6。
电力有源滤波器是一种能够动态抑制谐波的新型电力电子装置,能克服传统LC滤波器的不足,是一种很有发展前途的谐波抑制手段。滤波器由桥式开关功率变换器和具体控制电路构成。与传统开关电源的区别是:(l)不仅反馈输出电压,还反馈输入平均电流;(2)电流环基准信号为电压环误差信号与全波整流电压取样信号之乘积。
2.9分布式开关电源供电系统
分布式电源供电系统采用小功率模块和大规模控制集成电路作基本部件,利用最新理论和技术成果,组成积木式、智能化的大功率供电电源,从而使强电与弱电紧密结合,降低大功率元器件、大功率装置(集中式)的研制压力,提高生产效率。
八十年代初期,对分布式高频开关电源系统的研究基本集中在变换器并联技术的研究上。八十年代中后期,随着高频功率变换技术的迅述发展，各种变换器拓扑结构相继出现,结合大规模集成电路和功率元器件技术,使中小功率装置的集成成为可能,从而迅速地推动了分布式高频开关电源系统研究的展开。自八十年代后期开始,这一方向已成为国际电力电子学界的研究热点,论文数量逐年增加，应用领域不断扩大。
分布供电方式具有节能、可靠、高效、经济和维护方便等优点。已被大型计算机、通信设备、航空航天、工业控制等系统逐渐采纳,也是超高速型集成电路的低电压电源(3.3V)的最为理想的供电方式。在大功率场合,如电镀、电解电源、电力机车牵引电源、中频感应加热电源、电动机驱动电源等领域也有广阔的应用前景。
3.高频开关电源的发展趋势
在电力电子技术的应用及各种电源系统中，开关电源技术均处于核心地位。对于大型电解电镀电源,传统的电路非常庞大而笨重,如果采用高顿开关电源技术,其体积和重量都会大幅度下降,而且可极大提高电源利用效率、节省材料、降低成本。在电动汽车和变频传动中,更是离不开开关电源技术，通过开关电源改变用电频率,从而达到近于理想的负载匹配和驱动控制。高频开关电源技术,更是各种大功率开关电源(逆变焊机、通讯电源、高频加热电源、激光器电源、电力操作电源等)的核心技术。
3.1高频化
理论分析和实践经验表明,电气产品的变压器、电感和电容的体积重量与供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz,提高400倍的话,用电设备的体积重量大体下降至工频设计的5~l0%。无论是逆变式整流焊机,还是通讯电源用的开关式整流器,都是基于这一原理。同样,传统“整流行业”的电镀、电解、电加工、充电、浮充电、电力合闸用等各种直流电源也可以根据这一原理进行改造,成为“开关变换类电源”,其主要材料可以节约90%或更高,还可节电30%或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高,促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化,带来显著节能、节水、节约材料的经济效益,更可体现技术含量的价值。
3.2模块化
模块化有两方面的含义,其一是指功率器件的模块化,其二是指电源单元的模块化。我们常见的器件模块,含有一单元、两单元、六单元直至七单元,包括开关器件和与之反并联的续流二极管,实质上都属于“标准”功率模块(SPM)。近年,有些公司把开关器件的驱动保护电路也装到功率模块中去,构成了“智能化”功率模块(IPM),不但缩小了整机的体积,更方便了整机的设计制造。实际上,由于频率的不断提高,致使引线寄生电感、寄生电容的影响愈加严重,对器件造成更大的电应力(表现为过电压、过电流毛刺)。为了提高系统的可靠性,有些制造商开发了“用户专用”功率模块(ASPM),它把一台整机的几乎所有硬件都以芯片的形式安装到一个模块中,使元器件之间不再有传统的引线连接,这样的模块经过严格、合理的热、电、机械方面的设计,达到优化完美的境地。它类似于微电子中的用户专用集成电路(ASIC)。只要把控制软件写入该模块中的微处理器芯片,再把整个模块固定在相应的散热器上,就构成一台新型的开关电源装置。由此可见,模块化的目的不仅在于使用方便,缩小整机体积,更重要的是取消传统连线,把寄生参数降到最小,从而把器件承受的电应力降至最低,提高系统的可靠性。另外,大功率的开关电源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考虑,一般采用多个独立的模块单元并联工作,采用均流技术,所有模块共同分担负载电流,一旦其中某个模块失效,其它模块再平均分担负载电流。这样,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情况下满足了大电流输出的要求,而且通过增加相对整个系统来说功率很小的冗余电源模块,极大的提高系统可靠性,即使万一出现单模块故障,也不会影响系统的正常工作,而且为修复提供充分的时间。
3.3数字化
在传统功率电子技术中,控制部分是按模拟信号来设计和工作的。在六、七十年代,电力电子技术完全是建立在模拟电路基础上的。但是,现在数字式信号、数字电路显得越来越重要,数字信号处理技术日趋完善成熟,显示出越来越多的优点:便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰(提高抗干扰能力)、便于软件包调试和遥感遥测遥调,也便于自诊断、容错等技术的植入。所以,在八、九十年代,对于各类电路和系统的设计来说,模拟技术还是有用的,特别是:诸如印制版的布图、电磁兼容(EMC)问题以及功率因数修正(PFC)等问题的解决,离不开模拟技术的知识,但是对于智能化的开关电源,需要用计算机控制时,数字化技术就离不开了。
3.4绿色化
电源系统的绿色化有两层含义:首先是显著节电,这意味着发电容量的节约,而发电是造成环境污染的重要原因,所以节电就可以减少对环境的污染;其次这些电源不能(或少)对电网产生污染,国际电工委员会(IEC)对此制定了一系列标准,如IEC555、IEC917、IECl000等。事实上,许多功率电子节电设备,往往会变成对电网的污染源:向电网注入严重的高次谐波电流,使总功率因数下降,使电网电压耦合许多毛刺尖峰,甚至出现缺角和畸变。20世纪末,各种有源滤波器和有源补偿器的方案诞生,有了多种修正功率因数的方法。这些为2l世纪批量生产各种绿色开关电源产品奠定了基础。
现代电力电子技术是开关电源技术发展的基础。随着新型电力电子器件和适于更高开关频率的电路拓扑的不断出现,现代电源技术将在实际需要的推动下快速发展。在传统的应用技术下,由于功率器件性能的限制而使开关电源的性能受到影响。为了极大发挥各种功率器件的特性,使器件性能对开关电源性能的影响减至最小,新型的电源电路拓扑和新型的控制技术,可使功率开关工作在零电压或零电流状态,从而可大大的提高工作频率,提高开关电源工作效率,设计出性能优良的开关电源。
