時間：2023-05-30 10:43:33
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，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篇計算機電源，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：電源系統；穩定性標準；阻抗匹配；開關電源
中圖分類號：TP302 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）06-0-03
0 引 言
隨著數字技術的發展，航空電子領域機載計算機已得到廣泛應用，為航空器帶來便利。機載計算機通常使用開關電源模塊產品為CPU、接口、總線等負載模塊供電，并使用EMI電源濾波器降低電磁干擾，但在機載計算機設計中，開關電源模塊及組成系統的穩定性問題經常被忽視，穩定性嚴重影響機載計算機系統的性能和安全。
在機載計算機中，開關電源模塊往往可以單獨通過穩定性評估及試驗驗證，例如小信號穩定要求、所用元器件的離散性、高低環境下電特性等方法進行分析。而機載計算機在使用電源模塊組成電源系統時，卻可能出現電源系統不穩定等故障，此類故障經常發生在EMI電源濾波器和電源串聯使用的模式中。
本文基于EMI源濾波器和電源串聯使用模式，通過對電源系統進行建模，針對機載計算機EMI電源濾波器的輸出阻抗、開關電源的輸入阻抗進行分析，確定EMI電源濾波器輸出阻抗對濾波器及電源系統穩定性的影響，并提出機載計算機電源模塊及組成系統的穩定性判定標準。
1 穩定性分析
為了直觀分析機載計算機的穩定性，將機載計算機的濾波器、電源模塊簡化為串聯使用的電源系統模型進行阻抗分析。模型A為EMI電源濾波器，模型B為開關電源模塊，系統模型如圖1所示。
Ta、Tb分別為A、B的傳遞函數，Zo為A的輸出阻抗，Zi為B的輸入阻抗。那么該系統的傳遞函數為T：
該系統的傳遞函數T分母中的Zo/Zi決定了該系統傳遞函數的穩定性，即EMI電源濾波器的輸出阻抗、開關電源的輸入阻抗決定了該電源系統的穩定性。
使用Middlebrook判定方法可有效準確地判斷系統工作的穩定性。該法則可用于電源系統級聯穩定性分析，主要采用阻抗分析方法，由加州理工學院的Middlebrook教授提出，其原理是運用電源輸出阻抗與負載輸入阻抗之比來分析開關電源間的阻抗穩定性。Middlebrook判定方法指出，獨立的功率變換器模塊在級聯運行時，其系統的穩定性應使級聯處前級模塊的輸出阻抗小于后級模塊的輸入阻抗。
EMI電源濾波器的輸出阻抗、開關電源的輸入阻抗應遵循阻抗失配原則。為保證該電源系統的穩定性，在全輸入范圍、全頻段范圍內EMI電源濾波器的輸出阻抗應小于開關電源的輸入阻抗。
2 阻抗分析
2.1 EMI電源濾波器輸出阻抗
機載計算機廣泛使用EMI電源濾波器進行電磁干擾的抑制。EMI電源濾波器最主要的性能參數就是插入損耗，插入損耗分為共模和差模插入損耗。插入損耗越大，表明該濾波器對干擾的抑制能力越強。內部電路通常采用如圖2所示的濾波器電路圖。
等效EMI電源濾波器的參數，簡化為LC濾波電路。電路模型如圖3所示。經計算，輸出阻抗如公式（2）所示：
Lf為濾波器模型中兩個差模電感量之和，即LD1+LD2；Cf為EMI電源濾波器內Cx電容與電源模塊輸入端濾波電容之和；Rind為濾波器內共模電感及兩個差模電感直流電阻之和，在設計、計算EMI電源濾波器輸出阻抗時，應考慮濾波器的阻尼特性，它決定了LC濾波電路諧振峰的大小。
利用Matlab對該表達式進行仿真，得到EMI電源濾波器輸出阻抗的典型曲線圖，如圖4所示。
2.2 開關電源輸入阻抗
開關電源的輸入阻抗體現了輸入電流變化時輸入電壓的變化。通常來說，機載計算機常用的降壓DC/DC變換電路在中低頻段表現為電阻特性。DC/DC變換器反饋環路調節輸出特性時，相對于輸入端口，DC/DC變換器表現為額定功率負載，輸入端口等效電阻為負阻抗。
在設計應用中，可以使用儀器測量法對電源電路進行輸入阻抗測試。儀器測量法使用噪聲分離設備分離共模、差模噪聲并計算阻抗值，但數學表達式較復雜，該差模阻抗測量計算方法很難實現。
對電源電路建立模型，推導該電路的傳遞函數，并根據傳遞函數得出該電路的輸入阻抗。以機載計算機中常用的BUCK型降壓DC/DC變換器為例，其簡化模型如圖5所示。
根據圖中電路拓撲形式，該型降壓DC/DC變換器的輸入阻抗為：
利用Matlab對該表達式進行仿真，得到降壓DC/DC變換器輸入阻抗的典型曲線圖，如圖6所示。
將EMI電源濾波器的輸出阻抗、開關電源的輸入阻抗放置在同一幅頻特性圖中就可以直觀判斷在全頻段范圍內，前級模塊輸出阻抗與后級模塊輸入阻抗的關系，并由此得出電源系統的穩定性。
若EMI電源濾波器的輸出阻抗小于開關電源的輸入阻抗，并留有6 dB的安全裕量，則電源模塊及組成系統處于穩定狀態，如圖7所示。反之，若EMI電源濾波器的輸出阻抗大于開關電源的輸入阻抗，則電源模塊及組成系統處于不穩定狀態。此外，還應考慮開關電源在不同工作狀態下，輸入電壓、輸入負載變換時的輸出阻抗變化。
3 試驗結果及分析
為驗證上文阻抗分析，根據機載計算機工作模式，利用EMI電源濾波器和電源的串聯接法，通過設置EMI電源濾波器的輸出阻抗和電源的輸入阻抗搭建系統故障模型，實現該系統的不穩定工作狀態。
按照圖2設置某機載計算機EMI濾波器參數，Lf=LD1+LD2=400 μH，Cf=70 μF，Rind=RL+RLD1+RLD2=0.14 Ω，并根據該機載計算機的實際工作狀態得出電源的輸入阻抗為27 dBΩ。
將Lf=400 μH，Cf=70 μF，Rind=0.14 Ω代入公式，經計算，濾波器輸出阻抗峰值為33 dBΩ，截止頻率為0.96 kHz，后級輸入阻抗為27 dBΩ。在0.96 kHz頻率處，存在前級輸出阻抗大于后級輸入阻抗的情況，不滿足Middlebrook判定方法，則該系統為不穩定系統。濾波器的輸出阻抗、電源模塊的輸入阻抗如圖8所示。
在實驗室中，為該機載計算機提供28 V直流電壓，通過示波器檢測計算機上電過程中濾波器輸出的28 V電源信，發現此時該處電壓發生震蕩，且震蕩最大電壓值為32.1 V，震蕩最小電壓值為24.5 V，振蕩頻率為1.18 kHz，與分析結果一致。
再次改變EMI電源濾波器參數，驗證系統穩定狀態。將Lf更改為50 μH，其他參數不變。從圖9中可以看出，此時系統處于穩定狀態。通過示波器檢測計算機濾波器輸出，振蕩現象消失，與分析結果一致。
由分析和實驗結果可知，要保證機載計算機電源系統的穩定性，就要對組成串聯級聯模式電源系統的EMI電源濾波器、開關電源產品的輸入輸出阻抗進行分析，按照在全頻段范圍內，前級模塊的輸出阻抗須小于后級模塊輸入阻抗的判定準則，評估判定機載計算機電源系統的穩定性。
4 結 語
文中探討了濾波器輸出阻抗和開關電源輸入阻抗匹配的原因，并提出機載計算機電源模塊及組成系統的穩定性判定標準，有助于提升開關電源模塊及組成系統的穩定性。
參考文獻
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1、朝下吹的，機箱風扇 裝在機箱內上部的風扇，其排風方向是向外吹；裝在機箱下部的風扇，其排風方向向內吹。
2、筆記本電腦風扇 一般筆記本電腦里只有一個散熱風扇，如果是有獨立顯卡的筆記本，基本上都安排在與CPU并列的位置，以便共用散熱器片。風扇一般是安裝在左上角，依據溫度低的空氣向溫度高空氣流動規律，風扇的方向向外吹。
3、電源風扇起到很大的作用。首先cpu是計算機的大腦，那么電源，它不僅是計算機的重要配件之一，還是計算機的心臟。而計算機電源風扇就是為心臟散熱的作用，如果計算機電源風扇失靈那就會直接影響到計算機電源工作的穩定性。
（來源：文章屋網 ）
1典型單機深度拆解實驗
每批次中隨機選取10臺盡量同時具備電源、硬盤、光驅3個部件的臺式微型計算機主機，由各企業另外選定2~4名固定拆解人員單獨拆解并稱重，填寫統計數據，包括臺式機品牌、CPU型號、拆解產物完整性等信息數據，并將所產生的部分拆解產物（電源、硬盤、光驅）進行進一步拆解，要求拆除所有電路板，并盡量拆分金屬與非金屬部分，分別收集、稱重所產生的塑料、電路板、金屬、導線等物料，將該部件（電源、硬盤或光驅）拆解之后的所有物料用塑料袋密封并標識，放回到原來批次的拆解產物料箱，等待技術人員最終稱重。
2數據分析
2014年7月21—28日為拆解工作周。北京市固管中心和中國家用電器研究院項目組成員全程跟蹤、指導，配合拆解工作。通過3家處理企業7天的拆解工作，共拆解臺式微型計算機主機10013臺，得到100批次批量拆解數據和1000臺典型產品深度拆解數據，項目組通過對100個批次的數據進行統計整理，分析臺式微型計算機主機的部件組成情況、平均重量分布，并提出不同關鍵拆解產物的計算公式及相關物料系數建議。
2.1臺式微型計算機主機部件組成情況根據100個批次的拆解產物統計整理，項目組將臺式微型計算機主機的部件組成進行分析。根據表1可以看出各處理企業拆解的微型計算機主機的部件組成情況。其中，B公司準備的主機部件組成情況最差，各種產品均小于其他公司平均水平。另外，相對于不同的部件，主板的數量最多，平均每批次主機含有98.9塊主板；其次為電源，除了B公司之外，其他公司每批次均超過96塊電源。
2.2臺式微型計算機主機平均質量項目組將100批次式微型計算機主機單臺平均質量進行匯總統計，見表2。根據表2可以看出，C公司的平均質量最高，達到9.06kg，但僅有20個批次，而B公司的30個批次主機平均質量最低，僅為7.34kg。A公司的50個批次產品平均質量跨度較大，為5.2kg，其中最低為6.02kg，最高為11.22kg；而C公司的20個批次產品平均質量跨度較小，為3.86kg，最低7.60kg，最高11.46kg。本次實驗中的100個批次，平均質量分布極為分散。這種分散是由不同回收渠道的臺式微型計算機主機的部件組成不同造成的。A公司提供的主機有很大部分為企事業單位交投，完整性相對較好，平均質量也較高；而在第37~50批中，為社會源回收的主機，完整性較差。對于B公司，只有20%左右產品來自企事業單位報廢固定資產交投，而且由于原因絕大部分被拆除了硬盤，而來自社會源的產品缺件現象嚴重（圖1），因此，B公司的臺式微型計算機主機平均質量遠低于其他兩家公司。C公司提供的產品全部來自社會源回收商，但該公司對回收商提出明確要求，對缺件的主機配齊光驅、硬盤、軟驅、電源等組件，因此平均質量高于其他兩家公司。
2.3臺式微型計算機主機電路板系數計算方法研究由于電路板系數的算法尚未統一，項目組通過對臺式微型計算機主機的結構分析，對電路板系數的計算方法進行了研究（見圖2）。在臺式微型計算機主板、擴展卡（如顯卡）上含有一塊或多塊散熱片，其中一般只有CPU外散熱片可以輕易拆除，該散熱片也是主板中體積質量最大的一塊散熱片，平均質量占整塊主板的30%左右，材質多為鋁質，少部分CPU散熱片含銅管或純銅構造，則質量更重。電路板系數是否包含散熱片差別較大。另外，光驅、電源、硬盤等部件中均含有電路板，是否計入對電路板系數影響也比較大。由于電源中線路板含有電容、變壓器等大型組件，質量將近電源總質量的一半，且覆銅板品質較低，所以在計算臺式微型計算機包含部件中電路板的電路板系數時,將是否含有電源電路板分別計算（見圖3）。通過上述分析，項目組將是否包含CPU散熱片、是否包括光驅、硬盤、電源中的電路板等不同情況分別進行計算，提出4種電路板系數計算方法（具體計算公式見Q1，Q2，Q3，Q4）。由于在處理企業實際生產實踐中，拆解產物中的光驅、硬盤、軟驅、電源、散熱片、風扇等部件均在未進行進一步處理的情況下，被直接轉賣給下游處理企業進行資源化利用，所以建議采用不包含部件中電路板及CPU散熱片的電路板計算方法Q1作為臺式微型計算機電路板系數計算公式。
2.4臺式微型計算機主機電路板系數測算根據北京市3家處理企業共100批次總計10013臺臺式微型計算機拆解數據統計結果可以得到，臺式微型計算機電路板的電路板系數（Q1）為7.8%。為了對比其他地區物料系數情況的復雜性，適應多種電路板系數計算方法，本項目對其他計算方法下的電路板系數（Q2，Q3，Q4）也同時進行了測算。根據1000臺典型產品對該3部件的精細拆解數據（其中在電源的電路板計算當中，由于部分變壓器固定于電路板上，無法分離，故將所有變壓器計入電路板中），可以得到3家公司原料中光驅、電源、硬盤的電路板平均比例（見表3）。將該光驅、電源、硬盤中電路板比例與各批次3種部件總重量相乘，可以得到該批次部件電路板質量。從而，可以算出電路板系數Q2，Q3，Q4分別為10.0%，10.9%和18.1%。
3結論
【關鍵詞】任務驅動；計算機教學；探索；實踐
計算機維護這門課程是中職計算機專業學科的必修課程，是各個專業中建立基礎平臺的重要組成部分。雖然開設了許多的課時，安排了一些實訓內容，在教學過程中，要求學生注重實踐，注重技能的提高，但是由于傳統的教學模式的影響，教師的“教”和學生的“學”，還是停留在講和聽的平臺上，沒有體現出“做中教，做中學”的教學模式，沒有極大的發揮學生自主學習的主觀能動性，在效果上還是不盡如人意，學生畢業后，對計算機的維護維修能力還是停留在非常淺顯的水平上，或者只是注重學了一些理論，輕視了實踐的環節，讓他們自己都感到“學非所用，用非所學”。學生進入社會實踐，讓我們看到了教學中存在的差距，經過畢業生的調查和市場調查反饋，感到了改善教學方法對教學改革所起的作用不可忽視。
一、任務驅動讓學生對本課堂完成的任務目標清楚，意義明確
“任務驅動”是一種建立在建構主義教學理論基礎上的教學法，符合探究式教學模式，適用于培養學生的創新意識和能力。首先是下達任務，讓學生在任務的驅動下開展學習和實踐活動，讓他們感到有目標，有方向去探究和學習。例如，在“主機電源的組成和維護”課程中，首先下達了三項任務：
1、探索識別主機ATX電源輸出端排線顏色與電壓之間的對應關系；
2、根據測量結果畫出電源輸出端接口圖；
3、尋求找出判斷ATX電源好壞的方法。
并明確任務的意義，強調這次任務的重要性，然后對下發的任務進行分析：
要了解主機電源的組成和維護，首先要對電源的外部結構、電源輸出接口、各個電路的特點以及計算機主機電源內部知識要點有一個清楚的認識，在認識的基礎上，對以后的維護打下良好的基礎。
二、明確任務，撇開黑箱，直奔主題
任務驅動教學方法的理論基礎之一就是“黑箱方法”。黑箱子是只知其輸入和輸出，知其內部結構的系統，或者說黑箱是內部結構一時無法直接觀測，只能從外部去認識的系統。從外部觀測那些具有某種功能而內部結構不清楚的系統，通過輸入變化所引起的輸出響應，分析系統的狀態過程，推斷系統的行為，這就是黑箱方法。計算機科學技術內容十分豐富，專業名詞和術語很多，中職學生學習這些枯燥的高深理論，他們往往會望而卻步的，產生厭學的思想。而利用“黑箱方法”，可以將一些復雜的、專業性特別強的專業知識封裝起來，使其看起來表面化，簡單化，把封裝起來的部分視為黑箱，可以先知其然，而暫不深究其所以然，不必要為了了解所謂的系統而在原地踏步，駐足不前。這樣做，符合計算機課程由淺入深的層次教學。將學生分成了若干小組，以小組為單位，提出具體要求，下發實訓任務單，并發放器件、工具等實物。
三、由各實訓小組總結相關的結論
1、各種彩色線電壓輸出接口
1）黃色電源線：黃色電源線輸出+12V的電壓。
2）紅色電源線：紅色電源線輸出+5V的電壓。
3）橙色電源線：橙色電源線輸出+3.3V的電壓。
4）紫色電源線：紫色電源線輸出+5V的電壓。
5）藍色電源線：藍色電源線輸出-12V的電壓。
6）白色電源線：白色電源線輸出-5V的電壓。
7）綠色電源線：主電源沒開啟的信號電平一般為4V左右。
8）灰色電源線：灰色電源線的輸出電壓在2V以上。
9）黑色電源線：黑色電源線為地線。
2、根據測量結果畫出電源輸出端接口圖：（如圖所示）。
四、通過問題提出并進行小組討論，最后教師總結出一般維護方法與步驟
1、測量電源輸出端直流電阻（用R*1檔）
測量紅線與（+5V）、白線（ -5V ）、黃線（+12V）、藍線（-12V）、紫線（ +5V SB）與黑線地之間的正反向電阻（幾十歐姆以上）；
2、通電不啟動電源測量紫線（ +5V SB），說明輔助電源電路正常；
3、用一根導線將綠線和黑線短路―電源通電―電源內部電源風扇是否工作，判斷12V是否正常。并測量各個輸出電壓是否正常。
若有異常，一是外觀觀察，可看出損壞的元件；二是可用萬用表測量300V濾波電容器、推挽開關管、啟動電阻、+5V整流輸出管等易壞元件。
各部分電路功能
計算機維護中常見的軟件故障問題
在計算機維護中，我們還會經常遇到一些軟件系統原因造成的故障問題，像計算機顯示器提示了出錯信息沒有辦法進入系統進行工作，或進入了系統但相應的應用軟件沒有辦法正常的運行，軟件故障的原因一般有以下幾種情況，一是內存管理的設置不恰當，像內存不夠、內存管理存在沖突、管理的順序比較混亂等；二是計算機的系統配置不夠恰當，如沒有安裝驅動程序、驅動程序間存在沖突等；三是計算機受到病毒感染，如很多數據文件沒有辦法打開、運行的速度很慢、屏幕顯示異常、硬盤沒有辦法正常使用、打印機無法正常工作等，這些情況都是計算機中病毒的征兆；四是CMOS的參數設置不對、軟硬件不兼容或者在軟件的安裝、設置、使用及維護不恰當。實踐證明，很多的計算機故障都是假故障或者軟故障，像在Windows畫面中出現之后的故障很多都是軟件系統故障，在沒有確定計算機的硬件發生真故障之前，最好不要興師動眾地對整個計算機進行拆修或者盲目地返回廠家進行檢修。
計算機維護中常見故障的處理方式
（一）計算機維護中開機故障的處理方式
在計算機維護中遇到開機故障時，要針對不同的開機故障采取不同的措施，像遇到開機沒有反應的情況時，要先判斷AYX的電源正常與否，可以將計算機電源的14腳與15腳用導線連接起來，并強使綠14腳處于低電平狀態，如果電源的風扇在轉動就說明電源是正常的，存在故障的是開機電路，如果風扇沒有轉動，就說明計算機的電源存在問題，應該及時地更換電源了；這種情況的發生還可能是諧振或者晶振的電容存在問題，可以用萬用表對晶振的對地阻抗進行測量，如果晶振兩端的相差比較大的話，就應該是晶振的電容損壞了，也有可能是特殊的主板電池的電力不夠使用，從而不能正常開機。對那種通電之后就自動開機的現象，可以進行如下的處理，根據計算機開機的電路工作原理，把計算機電源的14腳變為低電壓，在進行通電，這時計算機若還是自動開機，就說明沒有按開機鍵，14腳就處在了低電平上，這時所要做的就是對電源14腳連接的三極管進行檢查，查看是否能夠正常工作。對于計算機能夠開機，但沒幾秒又關機的處理方式是對計算機開機電路中的電容及門電路進行檢查，看其是否有損壞，并針對相應位置出現的問題進行處理。
（二）計算機維護中硬件故障的處理方式
在遇到計算機硬件故障時，首先要對故障的部位進行判定，其判定方法有聽警報法、拔插法、系統最簡法、替換檢測法及電阻法等，通過這些診斷手法判斷出故障的部位，然后根據不同的情況采取不同的方式進行處理，如CMOS故障問題，當CMOS電源出現問題時，取下換上一塊新電池就可以了，若是開機后，屏幕上提示出錯信息或者沒有畫面顯示，并且聽到鳴叫聲時，通常是內存有故障，其處理方法是將原有的內存拔下來，清理插槽后再插上，看是否恢復正常，若還是不正常就要更換內存條了，或者插到其他槽中；當有鳴聲但沒有提示時，一般是顯卡的故障，應該對顯卡風扇上的灰塵進行處理，添加油，且重新涂抹高熱硅脂，但當顯示芯片或者顯存發生故障時就要更換板卡或者元件了；當確認沒有中病毒，計算機速度變慢時，可能是由于計算機過熱或者主機有故障引起的，若是過熱就要對散熱器上的灰塵進行處理了，添加油，涂抹導熱硅脂，有必要的話還可以更換散熱器，若是主機有故障，通過測試COU的指標又偏大時，只能對其更換了，無論是計算機硬件的真故障還是假故障，都要對照出錯的狀態對其部位進行檢查，當是假故障時，就對其做相應的處理，如灰塵的處理、參數的正常設置，部件的正確對應并固定好，當是真故障時，就要對損壞的部位進行及時地維修，若是修理不好就要進行及時地更換了。
（三）計算機維護中軟件故障的處理方式
在計算機維護中，其軟件若是出現了故障，可以通過以下方法進行判斷，如配置數據法、軟件測試法、重新安裝法及病毒查殺法等進行檢查，同時根據所判定的故障部位采取措施進行處理，當CMOS芯片的設置參數不當或者丟失時，只要對設置參數重新設置就可以了，具體方法是計算機開機自檢之后，可以按著DEL鍵且進入SETUP程序，把軟驅及硬盤類型的參數進行正確的重新設置，卻將其存到CMOS電路中，這樣主機就可以正常的工作了；當計算機的軟件系統出現紊亂無法正常工作時，可以對其系統進行重新安裝，從而使計算機系統能夠進行正常的工作；若是計算機中了病毒，其方法就是用殺毒軟件進行病毒的查殺，若是在Windows下殺不了的病毒，可以重啟系統，并在DOS下運行殺毒軟件就可以了，一般病毒發作時會破壞C盤的一些重要文件，可以對重要的文件進行備份，且存放在C盤以外的盤內，并設置成只讀的屬性，這樣能夠有效地預防文件的丟失，在平時要對殺毒軟件及時地進行更新，并時常對計算機進行殺毒，這樣能夠有效的維護計算機的正常運用。
（四）計算機日常維護中需要注意的幾點問題
要想計算機能夠正常的運行，這離不開日常的維護工作，對于計算機來說具有一個干燥通風的良好工作環境是很重要的，房間的空氣最好要比較清新，沒有太多灰塵，要保證計算機定時開機率，設備長時間不進行工作會出現老化及腐化的現象，對計算機一些部件要定期進行保養，還要注意計算機的一些設備是不能進行隨意地熱插拔的，設備還要經常地進行接觸，同時還要防止靜電的發生，以免損壞計算機的細小部件，對于計算機的系統要安裝安全衛士，所有網頁要在安全衛士的檢測下進行瀏覽，并時常對計算機系統進行殺毒，以防止病毒的入侵。
【關鍵詞】計算機應用；節能環保
1引言
從目前我國的發展狀況分析，各個行業正常工作都離不開計算機，不僅是高科技產業，就連各種手工業以及服務業都離不開計算機，因此，隨著計算機應用的廣泛普及，計算機成為節能環保的重要領域，一旦在計算機的生產以及使用和報廢方面實現環保化，能在很大程度上緩解我國的能源危機。看似計算機的環保空間有限，但只要找對方法，計算機應用能為我國的節能環保做出重要貢獻，有利于我國可持續發展。
2如何實現低能耗使用計算機
2.1及時切斷計算機電源隨著人們生活水平的提高，在過去的幾十年中，人們不再節衣縮食，更加追求生活方式的便捷，所以計算機在不用時也不會關閉主機和顯示器的電源。隨著地球資源不斷減少，為節約能源，應該改變過去的生活理念，將低碳理念深入到生活習慣當中，在長時間不使用計算機時及時切斷電源。雖然一臺計算機待機時切斷電源所節約的電能有限，一個月節約40度電左右，但如果大多數人能養成了好的習慣，就能節約大量能源，緩解我國能源危機。而且，科學研究表明，及時切斷主機電源能延長主機的使用壽命，間接節約能源。因此，這種低碳節能又能延長主機使用壽命的生活方式應該得到推廣，為我國可持續發展做出貢獻。2.2不過分依賴休眠功能隨著計算機的功能越來越多，對于許多人來說，計算機設備已經成為日常必備的工具，因此，常常不會關閉計算機，而是在不使用計算機時使其處在休眠狀態，再次打開計算機時，計算機能夠迅速恢復到原來的工作狀態。因為這種計算機的使用方式能減少計算機的開關機損耗，并且方便日常使用，但是將這種使用方式當作習慣，長時間不用時，會造成浪費。因此，應該加強計算機使用者的節能意識，合理利用休眠功能，長時間不用時，及時關閉計算機電源，節約用電。2.3合理使用計算機軟件因為計算機應用軟件的數目不同，中央處理器的能耗情況就不同，因此，計算機軟件應用越少，計算機就越節能。但是隨著計算機軟件的不斷發展，人們使用的計算機軟件越來越多，因此，而過多軟件對中央處理器的影響并不被人們所重視。因此，在使用計算機的過程當中應該盡量少下載計算機軟件。第一、同類計算機軟件下載一個即可，例如音樂類軟件，使用一個即可。第二、不再使用的軟件要及時清理，不下載垃圾軟件。
3降低計算機硬件設施對環境的破壞作用
3.1選購環保型計算機因為計算機不斷用電，并不是一勞永逸的，因此，在選購計算機時，為保證其環保性能要選擇材料環保，且能耗低的計算機。例如，計算機的顯示器有液晶顯示器以及CRT顯示器。其中，液晶顯示器不僅原料環保，而且耗電量少，對人體更加安全。因此，在計算機的選購過程中要選購材料環保，且耗電量低的計算機。相關科研人員也應該研究開發新型計算機硬件設施，使得計算機更加節能環保。3.2合理處置報廢計算機首先，計算機硬件設施在生產過程中耗費了較多種類的自然資源，其次，計算機報廢后產生的垃圾對環境具有及其不利的影響。因此，當所使用的計算機報廢之后，不應簡單當作垃圾處理。在計算機性能尚好時，盡量當作二手商品進行處理，讓對計算機性能要求不高的人所使用，減少計算機的報廢。在計算機沒有可使用價值時，應該將計算機硬件回收，以便加工成新的產品，這樣既能減少廢棄物的排放，又能節約地球資源，是一種非常重要的低碳生活方式。3.3降低計算機輔助機器對環境的破壞作用隨著人們對計算機要求不斷提高，一些輔助計算機的機器也被廣泛應用，例如，打印機、掃描儀、外部存儲設備等等。這些輔助設備越來越貼近人們的生活，尤其是優盤幾乎是大學生以及成年人的必備應用。這些輔助設備的能耗問題也應該引起人們的關注。首先要選購能耗低的計算機輔助設備，例如打印機盡量選擇能耗較低的打印機。其次還要注意這些輔助設備所產生的廢品也要正確處理，盡量回收，不要隨意丟棄，以免廢棄物影響環境。
4利用計算機的軟件設置節能
4.1關閉不必要的啟動項并不是所有的啟動項都是必須的，有一些啟動項只是為了滿足一些特殊功能，而這些特殊功能不是必須的，因此，減少一些不必要的啟動項能減少計算機的能耗水平。用戶可通過系統配置實用程序進行設置，將不必要的啟動項關閉即可。4.2減少不必要的插件目前，網絡上流行的網站越來越多，為滿足各個網站的需求，瀏覽器經常會下載各種各樣的插件，插件過多對計算機的工作很是不利。過多的插件不僅會增加計算機的能耗，還會影響計算機的運行速度，間接增加計算機能耗水平。因此，日常生活中也要掌握一些禁用插件的設置方法。例如，在瀏覽器的工具選項下的管理加載項里可以將不必要的插件禁用。4.3及時清理流氓軟件流氓軟軟件不是病毒，所以不會及時被電腦所攔截和清理，但是隨著計算機網絡的多元化發展，各種軟件都在用戶不經意中自己下載或安裝，這些流氓軟件大量存在，而又沒有使用價值，還會增加計算機的能耗水平，甚至使得計算機硬盤運行慢，更加加大了計算機的能耗水平。因此，在使用過程中，一定要及時清理計算機硬盤，在清理作廢文件的同時，清理掉這些流氓軟件。
5結語
總而言之，不論是機器設備，還是人們的生活方式都要與時俱進，緊跟時代潮流。計算機以及計算機的使用更是如此。在過去計算機的發展潮流是輕質高強、系統穩定等，是為了提高計算機的使用性能。現階段計算機的使用性能已經基本能滿足人們的使用需求，計算機的發展不僅要考慮其使用性能以及經濟性，還要考慮其環保性能。為貫徹我國可持續發展的方針政策，要認識到計算機應用的節能潛力，促進我國經濟的綠色化發展。
【參考文獻】
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關鍵詞：計算機；維護；診斷；故障；排除
中圖分類號：TP307
1 計算機的日常維護
第一，使用習慣和環境。首先應正常且正確地開關機，不可頻繁啟動或者關閉計算機，以免對計算機硬盤產生嚴重的損害，通常情況下，關機以后應隔大約10秒左右才可開機，尤其當計算機正處于運行時，不可強制關機，以免導致數據丟失，嚴重時還會對硬盤產生損害或者影響。其次在關閉計算機之前，應將全部運行程序關閉，基于此再實施關閉操作，以免對計算機程序造成影響或者損壞。計算機在正常工作過程中，其理想溫度應為10-30℃這一區間，若過高或者過低均有可能對計算機配件使用壽命產生影響。此外，還應定期實施除塵工作，且計算機工作交流電源應為220V，且接地系統必須要好，若有條件可借助于UPS來進行計算機的保護。
第二，合理且科學地實施硬盤分區，準備好常用工具軟件。由于目前所用計算機，其硬盤均比較大，鑒于此，可將計算機分為相應的驅動器，各個驅動器各自承擔相應的功能，通過這種方式不僅有利于文件的使用以及查找，同時也有利于日常維護工作的實施。此外，計算機中還應必備以下軟件，即系統軟件、殺毒軟件、系統優化軟件、系統修復軟件等，對一些重要程序以及文件備份。
第三，由于計算機在長時間的應用中會復制、卸載、刪除以及安裝很多文件或者程序，產生大量磁盤碎片以及垃圾文件，久而久之就會對計算機運行速度產生嚴重的影響，嚴重時還會對某些系統或者文件產生一定的損壞或者影響。對此，在計算機日常維護工作中，還應定期清理磁盤，整理磁盤碎片，定期實施磁盤掃描工作，檢查系統文件。
第四，使用習慣個人使用習慣對電腦的影響也很大。首先是要正常開關機。開機的順序是，先打開外設（如打印機、掃描儀等）的電源；顯示器電源不與主機電源相連的，還要先打開顯示器電源，然后再開主機電源。關機順序相反，先關閉主機電源，再關閉外設電源。其道理是、盡量地減少對主機的損害，因為在主機通電的情況下，關閉外設的瞬間，對主機產生的沖擊較大。關機后一段時間內，不能頻繁地做開機關機的動作，因為這樣對各配件的沖擊很大，尤其是對硬盤的損傷更為嚴重。一般關機后距離下一次開機的時間，至少應有10秒鐘。特別要注意當電腦工作時，應避免進行關機操作。如機器正在讀寫數據時突然關機，很可能會損壞驅動器（硬盤、軟驅等）；更不能在機器工作時搬動機器。當然，即使機器未工作時，也應盡量避免搬動機器，因為過大的振動會對硬盤一類的配件造成損壞。另外，關機時必須先關閉所有的程序，再按正常的順序退出，否則有可能損壞應用程序。
2 計算機故障診斷
2.1 故障診斷的方式
計算機故障診斷的方式主要有以下幾種：
第一，直接觀察方式。即在動態或者靜態的條件下，對計算機運行變化情況進行觀察與分析。在動態下，通過屏幕信息提示內容的觀察，結合所提示的具體信息，明確故障具置或者某一部分；在靜態下，查看計算機內是否出現燒焦元器件，有無異常響聲，插件是否存在短路、松動、斷線或者脫落等較為顯著的故障。
第二，程序診斷方式。這種方法主要分為兩種，即自檢程序診斷方式與專用程序診斷方式，在微機BIOS中自身有開機自檢程序，當開機時，開始測試系統，根據不同種類故障，結合所顯示出來的各種錯代碼和發生的異常聲響，來診斷故障；專用程序診斷方式則是指利用專門為檢查計算機所編寫的這一程序來進行故障的查找以及診斷，采用這種方式時，要求計算機可正常顯示，同時光盤驅動器或者磁盤驅動器均可正常運行。
第三，拔插法和交換法。拔插法一般適合電腦死機或者無任何顯示等相關故障的診斷；交換法則是指和一套這正常工作的計算機相同器件、插件或者部件等交換。
2.2 具體故障診斷以及處理
第一，顯示系統。微機顯示系統硬件為顯示卡和顯示器所組成，在顯示系統發生問題時，事先應對顯示器和顯示卡信號線插頭的接觸進行檢查，查看其接觸的良好性，插頭的插針有無折斷現象，若還是不行，則可連接一臺運行正常的顯示器來進行驗證，若顯示不正常，則可將已壞顯示卡換掉，若仍舊不可解決問題，則說明是顯示器發生故障，可將顯示器換掉。
第二，硬盤。當硬盤出現問題時，事先應明確是否是外部環境方面的因素，比如電纜、主板、電源或者硬盤接口等，如果為硬盤內部的問題，則應交于硬盤生產商來進行處理。基于硬件問題的排除下，應對分區進行檢測，若分區表、主引導區或者引導程序中的某一個受到損壞或者破壞，均會發生硬盤丟失問題。如果電腦不可從硬盤來啟動，則可借助于軟盤來啟動，啟動以后再進行硬盤的訪問，如果硬盤能夠被訪問，則可能是操作系統受到破壞，可通過重新安裝另外的操作系統來處理，或直接將其他電腦硬盤拿來對拷。如果不可被訪問，則可能是分區中某一區被破壞，在此時，可借助于殺毒軟件或者磁盤工具軟件等所包含的修復工具來進行診斷與修復，若仍舊不可解決問題，則可對硬盤重新進行分區，并重裝系統。
3 結束語
綜上所述，在計算機的使用過程中，必須要加強日常維護與故障診斷，按照計算機自身所具特性和使用要求，正確且合理地使用計算機。同時在實踐中還要不斷地總結經驗和教訓，提高實際操作水平，加大計算機相關知識的學習，從而有效且合理地進行計算機故障的診斷，繼而進一步使計算機的使用壽命得以延長。
參考文獻：
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關鍵詞:機房環境;電源穩定性;防雷防塵;溫度;濕度
中圖分類號:G47
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)17-0362-02
機房實驗室對于環境平臺有著極為嚴格的要求,其各種環境條件和技術操作直接關系到計算機設備的正常運轉和正常的教學環節,在建設和管理計算機機房的過程中,必須依照科學標準,嚴格遵循技術要求規范。為了保證計算機設備的正常運行以及工作人員能有良好的工作環境,機房實驗室建設主要應注意以下幾個方面:
1 供電系統安全性
我國市電的質量不高,電壓不穩、雜波、干擾等現象較為嚴重,電源一直是計算機產生故障的主要因素,因此電源穩定是機房實驗室最重要的環境因素之一。
鑒于機房設備的重要性,一般采用獨立負載供電方式,以盡量減少其它線路出現問題對其產生影響。機房電源電壓應在180-264V AC,頻率在47-63Hz,其它單一諧波不得高于3%。電源穩壓器或不間斷電源的容量應為設備總容量外加30%的安全容量(若考慮以后的擴容,其容量也應計算在內)。機房用電應使用獨立的電線,專用變壓器、電源穩壓器(AVR)。若考慮穩定性與資料的重要性,還需增設穩壓電源和不間斷電源(UPS) 。UPS具有穩頻穩壓功能和抗干擾能力,能夠很好地保護機電設備,并且當電網供電突然中斷時,UPS可滿負荷供電一個小時以上,同時可啟用應急電源發電機組,保障電力的供應。如果沒有條件配備穩壓電源,則應盡量避免在電壓波動大的時候使用計算機。
電源進線應按照《建筑物防雷設計規范》的要求,采取過電壓保護措施,禁止將機房電源與大型電梯、升降機、復印機等共用同一電源或同一地線,以避免受到干擾。在機房內應安裝適當數量的普通插座,以供維修人員使用,并且這些插座不宜與電源系統共用電源。每一組成單元中各設備的電源插頭,應插入同一條供電線路中,有利于減少各單元之間產生的噪聲相互干擾,也有利于提供一個公共接地點。
機房應設置專用的配電箱,由低壓系統提供獨立的供電回路。計算機設備的電源線路與其他輔助設備的配電線路必須分開設置,以減少對計算機的電磁干擾。配電箱的位置應盡量靠近機房,便于操作。專用配電箱電源應采用電纜進線,不得不采用架空進線時,應在低壓架空電源進線處或專用電力變壓器低壓配電母線處設置低壓避雷器。
2 防雷和防塵措施
雷電對機房內的主機、服務器等終端電子設備的危害不容忽視,為防止雷擊危害,應制做防雷接地系統。防雷接地在理論上要求接地電阻越小越好,相關規定計算機機房實驗室的接地電阻值應小于4Ω。防雷技術要求:一、防雷接地的下引線盡量利用現有自然導體,制做時各金屬之間必須有可靠金屬相連。二、若以建筑物混凝土柱子中的鋼筋柱作下引線,則至少應用4 根柱子,每根柱子至少有2 根主鋼筋接點被全部焊接。三、下引線以最短距離接到防雷接地體上,地上部分應該全部涂漆,地面上2.5 m ,地面下200 mm 范圍內作機械保護裝置,同時盡量避免彎曲。此外在材料選擇上應注意選取鍍鋅的鋼材作接地體或接地體連線,且不可用鋁材代替鋼材。注意材料強度,選用銅材作連線時,要做搪錫處理以防止銹蝕,銅與銅連接用銅焊,在接地系統中禁止用銅和鋼焊在一起使用,特別是在埋入地下的部分。同時用以下辦法可有效降低接地電阻:用食鹽作添加劑減少土壤電阻系數;采用高效降阻劑降低接地電阻;增加接地體及其連線,改變布局降低電阻。
由于工作人員、機房條件和機器設備本身的因素,不可避免地會在機房內產生灰塵。灰塵對機電設備的影響很大,特別是對一些精密設備和接插件影響最為明顯,附著在電路板上的灰塵積聚到一定程度,就會引起機器內部線路斷路,引發故障。國家標準《計算站場地技術要求》GB2887 - 89 規定機房含塵量標準為A 級粒度(μm) ≥0.5,個數(粒/ dm3) ≤1 000;B 級粒度(μm) ≥0.5,個數(粒/dm3) ≤1 8000(注:A 級相當于3.229 ×106粒/m3 ;B級相當于5.382×106粒/m3。)為了防止機房內塵埃增多,可以采取以下措施:一、在機房入口安裝風浴通道,防止工作人員把灰塵帶入機房;二、采用不吸塵、不發塵材料裝修,對圍護結構嚴格處理,防止墻壁、天花板脫皮、起塵;三、對新風系統選入機房內的新鮮空氣進行高效或亞高效過濾;四、盡量減少設備發塵量,不使發塵源擴大,使機房保持一定的正壓;五、機房工作人員應穿著無塵工作服。
3 溫、濕度控制
溫度對電子設備產生影響的各種因素中是非常重要的影響因素,我國《計算機站場地技術條件》GB2887-89中規定:開機時機房內溫度要求為:A級在夏季為(22±2)℃,冬季為(20±2)℃;B級為15～30℃;C級為10～35℃。溫度變化率最高不得超過15℃/h且不得結露。停機時機房內溫度要求
為:A、B級5～35℃;C級10～40℃(溫度變化率同上)。
一般情況下,計算機工作的溫度在18～24 攝氏度,機房的最佳工作溫度環境為20℃左右的室溫。據實驗得知,室溫在規定范圍內每增加10℃,半導體器件的可靠性約降低25%,如果環境溫度過高且計算機長時間工作,因熱量較難散發將導致計算機運行出錯、死機等現象、甚至燒毀芯片。器件周圍的環境溫度大約超過60℃時,就將引起設備故障。溫度過低則會產生結露,使軟盤、磁盤等讀寫信號減弱,工作不穩。此外溫度變化率一般不得超過15 ℃/ h,因溫度的非正常增加也會引起電阻值、電容值變化,若變化超出許可范圍,也會引起機電系統運行不穩定,故障率增加;同時還會影響絕緣材料和記錄介質的正常工作,甚至引發故障,造成數據丟失或無法存取等嚴重后果。
不良的相對濕度不僅會影響機器設備的可靠性和壽命,而且會影響工作人員的身體健康。為了確保機房內計算機設備的正常運轉,除了嚴格控制溫度以外,還應把濕度控制在規定的范圍內。我國《計算站場地技術條件》國家標準中規定:開機時機房內相對濕度:A 級:45 %～65 %;B 級:40 %～70 %;C 級:30 %～80 %。停機時機房內相對濕度:A 級:40 %～70 %;B 級:20 %～80 %;C 級:8 %～80 %。機房工作環境的相對濕度宜在40 %～60 %之間。如果濕度過高,會使計算機電子元件表面吸附一層水膜,引起內部元件、觸點及引線銹蝕,造成斷路或短路。低濕度的危害有時比高濕度甚至更加嚴重。低濕度狀態下機房易積累靜電電荷,靜電荷大量積聚將引起磁盤讀寫錯誤,并可能燒毀半導體器件。實驗表明:當計算機機房相對濕度為30 %時,靜電電壓為5 000 V;當相對濕度為20 %時,靜電電壓為10 000 V;而降至5 %時,靜電電壓則高達20000 V ,靜電不僅會使計算機設備的運算出現故障,而且威脅操作人員身心健康。此外,高濕、潮濕、低溫、干燥等交替變化的環境也會由于材料毛細管的呼吸作用進一步加速材料的吸潮和腐蝕過程,其危害尤為嚴重,因此長期不使用的機器要定期加電去濕。
4 總結
機房內除必須滿足計算機設備對供電系統、防雷防塵、溫、濕度、空氣潔凈度等方面技術要求外,還必須考慮工作環境對照明度、空氣流通性和流速及噪聲等。要求綜上所述,計算機實驗室良好的環境平臺是保證教學工作順利進行的前提。我們在機房建設過程中要充分考慮建設的合理性,以便建立安全、穩定、標準、舒適的機房環境,更好的為教學服務。
參考文獻
關鍵詞：計算機硬件；故障；處理
中圖分類號：TP307文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2012) 07-0000-02
隨著社會科學技術的大力發展，計算機被人們應用到各行各業之中，人們獲取信息的重要途徑就是計算機，在計算機發展的同時也存在一些計算機硬件故障，它給人們的計算機正常使用帶來了很大的困擾。下面就計算機硬件故障進行了幾類分類。
一、計算機硬件故障分類
計算機作為一種精密的設備，它的工作原理相對復雜，組成一臺計算機需要成千上萬個電子元件，發生的計算機硬件故障也是各種各樣。
（一）按照硬件故障來分
真故障：指各種卡板出現的電氣或機械故障，這些故障導致卡板無法正常工作，計算機系統無法啟動。假故障：指各種卡板完好，但由于硬件安裝設備或外界因素產生的系統不能正常工作。比如，計算機電源插座開關沒有很好的接觸，系統與設備連線脫落，計算機操作疏忽，設置沒有調節到位等等。
（二）按照故障出現時間來分
前期故障是發生在用戶購買設備到貨到保修期之間的故障，它們多是由于運輸受震、設計不合理、裝配工藝差或元件質量不合格引起的。有的故障也是人為操作不當引起的。這一部分中元件工藝性故障比追蹤較大。中期故障指用戶使用了幾年后產生的故障，他們由于幾個電路中電流，高電壓、發熱元件質量不合格引起的。這類情況在更換元器件后就可以消除。在這類故障中排風扇的故障出現幾率比較大。后期故障指計算機設備在使用了很長一段時間里，這些設備的電阻、電容、集成電路或半導體等由于日常的老化失效。在使用新全設備后可以
使正常工作。
（三）按照故障原因分類
按照故障起因可以分為內部的、外部的以及人為的故障。內部故障指設備內部元件虛焊，開關觸點氧化、銅斷等諸多由于元件質量原因造成的故障。外部故障由用戶的外部條件引起，比如長期工作造成設備大功率元件損害，灰塵、潮濕造成元件老化，工作性能下降，電壓不穩定引起電路元件壽命縮短。人為故障是指人為原因造成的元件故障，比如說運輸途中距離的振動、用戶自己亂卸、自己亂修改等等。
二、硬件故障識別排除一般方法
（一）軟件排除
由于軟件的原因導致硬件不能正常工作的情況很常見，我們可以還原BIOS參數，然后選擇一個可以正常使用的備份文件進行注冊表的恢復。在“我的電腦”里的“設備管理器”里雙擊設備名稱，找出并分配不沖突的資源。
（二）插拔替換
當初次確定故障的發生位置后，可以將可能產生故障的元件線路重新插播，排除松動的原因或線路接觸不良的原因。比如，可以將卡板拔下后進行金手指擦拭，將線纜重新插拔。如果插拔后還是不能解決故障，就可以替換原來的卡板，采用相同型號的卡板進行替換。確定出硬件故障是卡板本身的原因
（三）用診斷軟件測試
用專門可以診斷檢查硬件故障的軟件來查找硬件故障產生的原因。比如使用諾頓工具箱。診斷類軟件不但檢查整個計算機系統各個元件的運行情況，還能檢查整個計算機系統的穩定性。一旦發現問題可以做出詳細的報告，便于查找出故障的原因。
（四）直接觀察法
通過看、摸、聽、嗅的方法進行計算機硬件明顯故障的檢查。比如，當聽到BIOS報警聲時可以判斷出硬件故障發生的位置，觀察電源是否有異常聲音或火花發生，觀察各個接線插頭是否已經松動，線纜是否已經破損。電板上的元器件是否發燙、斷裂、燒焦，風扇是否運轉正常。當現象不太明確時，可以采用輕敲的方式進行有關元器件的輕輕敲打，然后觀察是否存在計算機硬件故障問題。
（五）系統最小法
有時計算機在開機后沒有任何的報警信息和顯示，這時可以簡要的進行系統的安裝，即只安裝cpu,、顯卡、主板、內存。這種最小系統法如果還不能工作，可以在cpu,、顯卡、主板、內存之間進行元件的替換，直到找到故障元件為止。如果正常工作，可以增加其他元件的安裝。
三、常見硬件故障處理方法
（一）CPU故障
CPU的針腳與主板孔接觸不良時，計算機在開機后沒有任何反應，這時可以斷開電源，重新插好CPU的針腳與主板孔即可。當CPU出現質量上的問題時，系統也會出現死機、重啟的現象，這需要在購買CPU時選擇“盒裝”帶有保證書的CPU。隨著科技的發展，CPU的主頻將會越來越高，緩存容量也會越來越大，由緩存自帶的問題引起的計算機系統不穩定情況也在增加，這時可以將CPU中的緩存關閉來解決問題。CPU經常超頻、散熱散的不好也會導致計算機系統的死機。我們還要做好計算機使用時的散熱工作。
（二）顯示器故障
當確定顯示器的電線連接完好時，如何顯示器無法進入計算機系統，可以調節顯示器的刷新頻率調到正常狀態。當顯示器的屏幕顯示顏色不正常時，可能由于顯示器的磁化反應造成的，情況不嚴重時可以通過顯示器自有的消磁功能進行消磁。顯示器屏幕的常見性抖動是由于刷新頻率過低引起的，這時可以調高一些屏幕的刷新頻率。顯示器出現花屏的情況時，可能是主板的受潮引起的，這時需要把計算機電腦放到通風、干燥的地方，但不能接受陽光的直射。
（三）風扇故障
主機的CPU風扇和電源風扇出現異常時，經常會引起系統死機，更有甚者會引起主機電源、主板和CPU損壞。風扇故障的排除方法是先把主機機箱打開，在主機運行的同時觀察電源風扇或CPU風扇是否正常轉動。當CPU風扇運轉不正常時，再用手摸CPU，CPU溫度正常則CPU風扇也是正常的，CPU溫度過高就表明CPU風扇出現了故障。對于主機的CPU風扇和電源風扇要進行定期的清洗工作，洗去主機的CPU風扇和電源風扇上的灰塵，必要時還有涂上機油，防止主機的CPU風扇和電源風扇上的灰塵過多而影響散熱效果，導致系統的死機。
（四）電源故障
出現電源故障的表現是顯示器不能顯示，開不開機或主機無法啟動，多次拔掉電源線的開機才能完成系統啟動工作。這時可以考慮更換一個更大功率的電源。在系統沒有進行重啟動作而發生反復重啟時，可以檢查周圍的環境是否存在強電的干擾。
（五）主板故障
主板發生故障時可能導致系統的啟動失敗，顯示器不能顯示。在主板驅動沒有安裝好的情況下，計算機系統的工作表現會不穩定，有藍屏、重新啟動的現象，這時可以把主板的驅動安裝結實，然后裝上網卡、顯卡等其他驅動。當主板的電池有問題時，顯示器不會進行輸出工作，建議把CMOS放電或設置跳線，顯示器還是沒有輸出工作時可能由于電池的電壓不夠高或著電池已經損壞了，這時可以用別的電池進行替換。因為硬件沖突而造成的顯示器藍屏可能是由病毒引起的，這時可以采取BIOS啟動程序刷新來處理。檢查主板上的小元件是否有脫焊、松動的現象，如果有脫焊的小元件需要及時進行焊接，如果有松動的小元件可以把小元件重新固定好。主機主板上的電源沒有接好或灰塵太多也會引起主板故障，這就需要對主板進行及時的清潔檢查工作。
（六）內存故障
計算機的內存有故障時會導致計算機系統的反復重啟、顯示器藍屏或非正常顯示、系統死機，在計算機開機時也會出現“滴滴滴”的警報聲，當出現這種情況時，可以選擇以下做法：第一步要斷開主機的電源，取出機箱內的內存條，觀察是否有插反的情況，如果插反就更正過來，如果沒有插反就檢查內存條的表面芯片與主板的電路板是否有損壞的情況，如果內存條的表面芯片與主板的電路板沒有損壞，可以再檢查內存條的“金手指”是否有氧化情況。因為內存條質量的原因而致使計算機系統工作不正常，造成系統經常被動轉入安全模式、顯示器“藍屏死機”或顯示器出現“注冊表損壞”的字樣，可以進行內存條的更換。當一個內存條可以在其他的機器上使用，而在原來的機器上不能正常使用時可能是由CMOS系列的病毒程序引起的，這些病毒通過修改CMOS的參數阻止系統正常運行，這時可以將CMOS電池進行放電處理，也可能是由于新內存條與原來機器的主板不能相互兼容，這樣可以選擇BIOS的升級工作進行有效處理。
（七）硬盤故障
計算機的硬盤出現故障時的表現是在“我的電腦”里找不到硬盤的圖標，無法進行硬盤的格式化，進行硬盤的讀寫功能時速度太慢，有一些硬盤的信息數據無故丟失，硬盤故障還能導致顯示屏的經常性藍屏。針對于在“我的電腦”里找不到硬盤圖標的情況，可以打開主機箱，觀察硬盤的指示燈是否指示，如果指示燈開著表明硬盤電源接觸良好，如果指示燈不亮，可以進行硬盤數據線的更換。無法進行硬盤的格式化可以更換相應的硬盤跳線。進行硬盤的讀寫功能速度太慢時可以進行硬盤的磁盤碎片整理工作。
四、結束語
計算機硬件的維護是一門技術，也是一門藝術。對于計算機使用時出現的這樣那樣的硬件故障，我們只有不斷摸索、吸取教訓、不斷分析、積累經驗，才能對計算機硬件的故障進行有效的處理和診斷，使計算機可以更好的提供服務。
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[4]黃曼霞.關于計算機的硬件故障[J].現代科學,2009(8)
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[6]柳小燕.計算機硬件故障的問題解決方法[J].計算機知識,2009(01)
一、關機加速 一鍵待機
打開“控制面板”“電源選項”，選擇“高級”選項卡，在這里設置“在按下計算機電源按鈕時”下拉選單，在其中勾選“休眠”或“待機”。應用設置后，就可以使用一鍵待機了。例如在下班前，正在進行某項明天要繼續的工作，這時只要按一下機箱上的電源按鈕，就可以下班走人了。而第二天，按下開機鍵就可以很快進入系統，繼續昨天未完成的工作。
從待機狀態恢復時，可能會被他人偷窺到電腦中的資料。對此，可在“高級”選項卡中，勾選“在計算機從待機狀態恢復時，要求輸入密碼”項，為待機加上一道安全防護。
二、打造“Sleep”休眠鍵
首先在“電源選項”對話框的“休眠”選項卡中，勾選上“啟用休眠”功能。接著在桌面上點擊右鍵，在彈出的菜單中選擇“新建”“快捷方式”，在“創建快捷方式”對話框中輸入“rundll32.exe powrprof.dll, SetSuspendState”命令。單擊“下一步”，在“選擇程序標題”對話框中輸入“休眠”。“完成”后，右擊桌面上的“休眠”快捷方式，打開對話框選擇“快捷方式”選項卡，在“快捷鍵”中按下自己喜歡的快捷鍵，如“F8”。設置好后，只需按下“F8”鍵即可實現一鍵休眠了。
三、合理設置待機電源
很多時候，只是暫時離開電腦，這時就無需關閉大部份硬件設備的電源了，例如USB接口、網卡、鼠標等設備，這樣可使恢復速度得到提升。
以網卡為例，打開“設備管理器”，右鍵點擊網卡項目，在彈出菜單中選擇“屬性”命令，打開屬性設置對話框。選擇“電源管理”選項卡，在這里取消對“允許計算機關閉這個設備以節約電源”項的選擇，點擊應用即可。使用同樣方法，禁用USB和鼠標等設備的電源關閉功能。
四、待機狀態也能關閉電源
普通待機的方法是不能關閉電源的，因為數據是存儲在內存中的，一旦關機的話，將會造成數據丟失。要想關機，只有使用休眠，但休眠啟動的時間還是較長的。如果利用主板電源的STR技術，可在待機時也能關閉電源，而且恢復電腦到工作狀態也只用幾秒鐘。
大部份主板都支持STR技術。以梅捷SY-I5PRLE主板為例，開機后進入CMOS設置頁，選擇“Power Management Setup”電源管理設置。進入后找到“ACPI Suspend Type”項，將其設置為“S3(STR)”模式，保存CMOS設置即可。以后使用待機時，機箱電源會自動關閉，當按下機箱電源按鈕時，系統即可高速恢復到待機時的保存狀態。
在使用STR技術待機時，不可切斷主板的供電電源，否則保存數據將會丟失。另外，要在待機狀態中通過鼠標與鍵盤喚醒系統，那么可在CMOS中設置，將“PS/S KB /MS Wake up From S3-S5”設置為“Enable”即可。
五、解決待機自動恢復問題
有的系統在待機時，會不時地自動從待機狀態恢復，又自動進入待機狀態。這個問題多半是由于網卡的電源設置不當造成的。對此，可在“設備管理器”中展開“網絡適配器”，雙擊網卡項打開屬性窗口，在“電源管理”選項卡中，取消“允許這臺設備使計算機脫離待機狀態”的勾選即可。
六、為休眠待機再提提速
【關鍵詞】計算機聯鎖;故障;處理方法
隨著現代鐵路的高速發展，計算機聯鎖系統逐步取代電氣聯鎖系統，如何保證計算機聯鎖系統安全可靠、長期穩定的運行并維護和及時處理好發生的故障，對于鐵路運輸、行車安全具有重要作用。本文從維護的角度，對計算機聯鎖維護故障處理及維護工作提出幾點參考意見，并對計算機聯鎖設備的故障類型與處理原則，常見故障及處理，以及具體計算機單元故障、通訊線路故障、切換故障、電源故障等方面分別進行了介紹。
1.計算機聯鎖設備故障處理的步驟
接到計算機聯鎖設備故障通知后，切忌盲目動設備。
首先應掌握故障現象、影響范圍、對車務影響程度、分析聯鎖關系、排除車務錯誤操作的可能。
接著查看機房聯鎖機、控制臺（顯示器）、控顯機（上位機）的運行狀態，聯鎖機采集板、驅動板信息位指示燈狀態是否正常，初步掌握信息，再決定如何處理，并將情況及時報段調度和車間。
再根據故障現象初步分析故障發生部位，區分室內故障還是室外故障，區分聯鎖機、控顯機故障還是繼電部分故障，不能馬上區分時，簡單故障如道岔扳不動、紅光帶等可跳開上述步驟，同普通故障一樣處理，可通過借助控制臺電流表、軌道測試盤、微機監測等設備進行判斷處理。
2.計算機聯鎖設備的故障類型與處理原則
2.1 故障類型
計算機聯鎖系統的故障按性質，可分為硬件故障和軟件故障。根據硬件故障發生的時間特征，可分為永久性故障#間歇性故障和瞬時故障。永久性硬件故障一旦發生即永久存在，故障排除前，故障設備不能恢復正常運行。永久性硬件故障通常由于元器件失效，連接線斷線或短接等引起。
間歇性故障是重復發生，未經排除能自動消滅的故障現象，通常是由于元器件性能變化，接插件接觸不良，焊點虛接等引起。瞬時故障通常是由于外界干擾因素引起的偶發性事件。軟件故障是由于軟件設計中存在的缺陷，在特定站場條件和特殊操作組合情況下，缺陷被暴露出來而引起的故障。
2.2 處理原則
對于永久性故障和間歇性故障處理，首先用備用設備替換故障設備，令故障設備退出運行，使系統恢復正常，然后對故障現象進行分析，對故障設備進行檢查，找出故障原因，通過更換電路板或排除故障點加以解決。對于很難在短時間內找出發生的原因，應首先進行系統復位，恢復系統運行，然后對發生的故障前后的環境條件、信號設備狀況、控制臺操作情況做周密的調查和詳細的記錄，并結合歷次處理故障發生時的記錄，從中找出有規律性的條件因素。要注意對機房溫度、電源情況、接地狀態、天氣情況等環境方面的情況進行分析，改善環境條件，防止故障發生。現場運行的軟件，通常以固化的方式存儲，不給現場人員提供查看和修改程序的方法和手段，軟件的維護由設計單位終身負責。在計算機中執行的目標程序代碼，可讀性極差，又有嚴密的邏輯性，一條指令或一個代碼錯誤就有可能靠造成系統的崩潰。因此不得不采取嚴格的保護措施。軟件缺陷未經排除將永遠存在，在相同的條件下可以再現故障，從重復發生的現象中找出規律性的因素，提供給設計單位，由設計單位改進軟件設計，排除程序中的錯誤。
3.常見故障與處理方法
計算機聯鎖系統是由多臺微機組成的分布式系統。每臺微機由多個電路板構成，各微機之間通過網絡互聯，進行信息交換。系統響應第一個操作和完成第一項控制功能，都需要許多部件參與工作，因此一項功能的失敗，可能由系統中的不同部件的多種不同原因引起。不同部件的故障，對系統功能的影響范圍不同，而系統在同一時間發生的1個以上多重故障的概率極小。確定故障部位后，應首先采取主備系統切換的措施，盡快恢復系統運行，減少對運輸的影響，然后對有故障的部分停機檢修，排除故障。下面是常見的故障及處理方法。
3.1 計算機單元故障及處理方法
（1）聯鎖機：STD板故障，具體表現為STD 層運行燈停止閃爍，接受燈、中斷燈滅，采集層、驅動層指示燈停閃、故障表示為CPU板故障。
處理方法：更換CPU板;STD層中斷2燈滅，運行閃燈，但接發燈閃爍有一些滅燈，根據滅燈的位置，更換STD-01板（與監控機通信和聯鎖機通訊）。BJ-A0 板故障，STD運行燈、中斷燈、報警燈均不閃爍，采集工作燈正常。處理方法：更換BJ板或緊固插座人。
（2）監控機：PC-01網卡故障，其聯鎖機STD層第1組接發燈閃爍不對，其他燈正常，并有“以聯鎖要通訊中斷”的提示;以太網卡出現故障時提示為監控機與維修機通信中斷，VGA顯卡有故障時，顯示屏無顯示或者圖形有缺陷。
處理方法：更換PC-01網卡則恢復正常，需要更換顯卡或插接不牢。
3.2 通訊線路故障及處理方法
總線插頭松動或插接不良，聯鎖機無法與監控機通信。而LS插頭松動或插接不良，聯鎖機的工作機與備機不能同步。
處理方法：檢查插頭是否松動，只有完全接觸良好，在按聯機按鈕主可同步。
3.3 切換故障及處理方法
聯鎖機零層切換板故障時，切換校核報錯，某一監控機與聯鎖機通信中斷，排除上述故障，控制臺監視器和數字化儀切換板故障，會導致控制臺顯示屏和數字化儀不能正常隨著監控機的切換而切換到工作中的監控機上，也可造成顯示屏上無任何顯示。
處理方法：此時排除外界電源因素的影響，則需要更換切換板，排除故障。
3.4 電源故障及處理方法
動態穩壓電源故障，其故障會導致所有動態繼電器的驅動失效，不能驅動室外設備。計算機電源故障，UPS電源，STD電源、采集電源、驅動電源及監控機電源出現故障后，其所帶的負載均無法開啟。
處理方法：檢查輸入電源工作情況，輸出電源工作情況如果都正常，需要根據故障的點更換電源板件，恢復故障現象。
當前,電力電子作為節能、節才、自動化、智能化、機電一體化的基礎,正朝著應用技術高頻化、硬件結構模塊化、產品性能綠色化的方向發展。在不遠的將來,電力電子技術將使電源技術更加成熟、經濟、實用,實現高效率和高品質用電相結合。
1.電力電子技術的發展
現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。
1.1整流器時代
大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。
1.2逆變器時代
七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。
1.3變頻器時代
進入八十年代,大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展,為現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現,又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現代電子技術不斷向高頻化發展,為用電設備的高效節材節能,實現小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。
2.現代電力電子的應用領域
2.1計算機高效率綠色電源
高速發展的計算機技術帶領人類進入了信息社會,同時也促進了電源技術的迅速發展。八十年代,計算機全面采用了開關電源,率先完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進人了電子、電器設備領域。
計算機技術的發展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環境無害的個人電腦和相關產品，綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源,根據美國環境保護署l992年6月17日“能源之星"計劃規定,桌上型個人電腦或相關的設備,在睡眠狀態下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。
2.2通信用高頻開關電源
通信業的迅速發展極大的推動了通信電源的發展。高頻小型化的開關電源及其技術已成為現代通信供電系統的主流。在通信領域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網變換成標稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機用的一次電源中,傳統的相控式穩壓電源己被高頻開關電源取代,高頻開關電源(也稱為開關型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內,實現高效率和小型化。近幾年,開關整流器的功率容量不斷擴大,單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。
因通信設備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護,且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標準控制板上,對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。
2.3直流-直流(DC/DC)變換器
DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術被廣泛應用于無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制,同時使上述控制獲得加速平穩、快速響應的性能,并同時收到節約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調壓的作用(開關電源),同時還能起到有效地抑制電網側諧波電流噪聲的作用。
通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術,開關頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規模集成電路的發展,要求電源模塊實現小型化,因此就要不斷提高開關頻率和采用新的電路拓撲結構,目前已有一些公司研制生產了采用零電流開關和零電壓開關技術的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。
2.4不間斷電源(UPS)
不間斷電源(UPS)是計算機、通信系統以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經逆變器變成交流,經轉換開關送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量,另一路備用電源通過電源轉換開關來實現。
現代UPS普遍了采用脈寬調制技術和功率M0SFET、IGBT等現代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術的引入,可以實現對UPS的智能化管理,進行遠程維護和遠程診斷。
目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發展也很迅速,已經有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規格的產品。
2.5變頻器電源
變頻器電源主要用于交流電機的變頻調速,其在電氣傳動系統中占據的地位日趨重要,已獲得巨大的節能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅動交流異步電動機實現無級調速。
國際上400kVA以下的變頻器電源系列產品已經問世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調速技術應用于空調器中。至1997年,其占有率已達到日本家用空調的70%以上。變頻空調具有舒適、節能等優點。國內于90年代初期開始研究變頻空調,96年引進生產線生產變頻空調器,逐漸形成變頻空調開發生產熱點。預計到2000年左右將形成。變頻空調除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調速的壓縮機電機。優化控制策略,精選功能組件,是空調變頻電源研制的進一步發展方向。
2.6高頻逆變式整流焊機電源
高頻逆變式整流焊機電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機電源,代表了當今焊機電源的發展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應用前景。
逆變焊機電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩定的直流,供電弧使用。
由于焊機電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機電源的工作可靠性問題成為最關鍵的問題,也是用戶最關心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調制(PWM)的相關控制器,通過對多參數、多信息的提取與分析,達到預知系統各種工作狀態的目的,進而提前對系統做出調整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。
國外逆變焊機已可做到額定焊接電流300A,負載持續率60%,全載電壓60~75V,電流調節范圍5~300A,重量29kg。
2.7大功率開關型高壓直流電源
大功率開關型高壓直流電源廣泛應用于靜電除塵、水質改良、醫用X光機和CT機等大型設備。電壓高達50~l59kV,電流達到0.5A以上,功率可達100kW。
自從70年代開始,日本的一些公司開始采用逆變技術,將市電整流后逆變為3kHz左右的中頻,然后升壓。進入80年代,高頻開關電源技術迅速發展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關元件,將電源的開關頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術成功的應用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統的體積進一步減小。
國內對靜電除塵高壓直流電源進行了研制,市電經整流變為直流,采用全橋零電流開關串聯諧振逆變電路將直流電壓逆變為高頻電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負載條件下,輸出直流電壓達到55kV,電流達到15mA,工作頻率為25.6kHz。
2.8電力有源濾波器
傳統的交流-直流(AC-DC)變換器在投運時,將向電網注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時還出現裝置網側功率因數惡化的現象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時,網側三次諧波含量可達(70~80)%,網側功率因數僅有0.5~0.6。
電力有源濾波器是一種能夠動態抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統LC濾波器的不足,是一種很有發展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關功率變換器和具體控制電路構成。與傳統開關電源的區別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環基準信號為電壓環誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。
2.9分布式開關電源供電系統
分布式電源供電系統采用小功率模塊和大規模控制集成電路作基本部件,利用最新理論和技術成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強電與弱電緊密結合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產效率。
八十年代初期,對分布式高頻開關電源系統的研究基本集中在變換器并聯技術的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術的迅述發展，各種變換器拓撲結構相繼出現,結合大規模集成電路和功率元器件技術,使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動了分布式高頻開關電源系統研究的展開。自八十年代后期開始,這一方向已成為國際電力電子學界的研究熱點,論文數量逐年增加，應用領域不斷擴大。
分布供電方式具有節能、可靠、高效、經濟和維護方便等優點。已被大型計算機、通信設備、航空航天、工業控制等系統逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場合,如電鍍、電解電源、電力機車牽引電源、中頻感應加熱電源、電動機驅動電源等領域也有廣闊的應用前景。
3.高頻開關電源的發展趨勢
在電力電子技術的應用及各種電源系統中，開關電源技術均處于核心地位。對于大型電解電鍍電源,傳統的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開關電源技術,其體積和重量都會大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節省材料、降低成本。在電動汽車和變頻傳動中,更是離不開開關電源技術，通過開關電源改變用電頻率,從而達到近于理想的負載匹配和驅動控制。高頻開關電源技術,更是各種大功率開關電源(逆變焊機、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術。
3.1高頻化
理論分析和實踐經驗表明,電氣產品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設備的體積重量大體下降至工頻設計的5~l0%。無論是逆變式整流焊機,還是通訊電源用的開關式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統“整流行業”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據這一原理進行改造,成為“開關變換類電源”,其主要材料可以節約90%或更高,還可節電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來采用電子管的傳統高頻設備固態化,帶來顯著節能、節水、節約材料的經濟效益,更可體現技術含量的價值。
3.2模塊化
模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開關器件和與之反并聯的續流二極管,實質上都屬于“標準”功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開關器件的驅動保護電路也裝到功率模塊中去,構成了“智能化”功率模塊(IPM),不但縮小了整機的體積,更方便了整機的設計制造。實際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴重,對器件造成更大的電應力(表現為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統的可靠性,有些制造商開發了“用戶專用”功率模塊(ASPM),它把一臺整機的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個模塊中,使元器件之間不再有傳統的引線連接,這樣的模塊經過嚴格、合理的熱、電、機械方面的設計,達到優化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片,再把整個模塊固定在相應的散熱器上,就構成一臺新型的開關電源裝置。由此可見,模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機體積,更重要的是取消傳統連線,把寄生參數降到最小,從而把器件承受的電應力降至最低,提高系統的可靠性。另外,大功率的開關電源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮,一般采用多個獨立的模塊單元并聯工作,采用均流技術,所有模塊共同分擔負載電流,一旦其中某個模塊失效,其它模塊再平均分擔負載電流。這樣,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求,而且通過增加相對整個系統來說功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統可靠性,即使萬一出現單模塊故障,也不會影響系統的正常工作,而且為修復提供充分的時間。
3.3數字化
在傳統功率電子技術中,控制部分是按模擬信號來設計和工作的。在六、七十年代,電力電子技術完全是建立在模擬電路基礎上的。但是,現在數字式信號、數字電路顯得越來越重要,數字信號處理技術日趨完善成熟,顯示出越來越多的優點:便于計算機處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調試和遙感遙測遙調,也便于自診斷、容錯等技術的植入。所以,在八、九十年代,對于各類電路和系統的設計來說,模擬技術還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問題以及功率因數修正(PFC)等問題的解決,離不開模擬技術的知識,但是對于智能化的開關電源,需要用計算機控制時,數字化技術就離不開了。
3.4綠色化
電源系統的綠色化有兩層含義:首先是顯著節電,這意味著發電容量的節約,而發電是造成環境污染的重要原因,所以節電就可以減少對環境的污染;其次這些電源不能(或少)對電網產生污染,國際電工委員會(IEC)對此制定了一系列標準,如IEC555、IEC917、IECl000等。事實上,許多功率電子節電設備,往往會變成對電網的污染源:向電網注入嚴重的高次諧波電流,使總功率因數下降,使電網電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現缺角和畸變。20世紀末,各種有源濾波器和有源補償器的方案誕生,有了多種修正功率因數的方法。這些為2l世紀批量生產各種綠色開關電源產品奠定了基礎。
現代電力電子技術是開關電源技術發展的基礎。隨著新型電力電子器件和適于更高開關頻率的電路拓撲的不斷出現,現代電源技術將在實際需要的推動下快速發展。在傳統的應用技術下,由于功率器件性能的限制而使開關電源的性能受到影響。為了極大發揮各種功率器件的特性,使器件性能對開關電源性能的影響減至最小,新型的電源電路拓撲和新型的控制技術,可使功率開關工作在零電壓或零電流狀態,從而可大大的提高工作頻率,提高開關電源工作效率,設計出性能優良的開關電源。
