【硬件】认识和选购机箱与电源

2.8 认识和选购机箱与电源

电源的主要功能是将交流电转变为对应的直流电，为相应的接口提供相应参数的直流电。

1. 交流电可以进行长距离传输，并损耗较小的电能，而直流就不容易做到，直流发电场最早只能1公里建一个非常的麻烦，因为线路损耗过大，而交流则数百公里传输。
2. 交流电是传输电路，如果能直接利用，就省很多麻烦，在很多数场合是可以用的。且相关产品造价和难度上都比较低廉和容易，比如电灯，交流电机，洗衣机，电饭锅等等。
3. 很多情况下交流电是无法使用的，必须要整流成直流电。需要和直流电扯上关系的产品，价格都很昂贵而且很复杂。比如电视，电脑，手机，直流电机。直流电能为各种芯片放大器等等提供稳定的输入电压，因为它们无法在交流电下工作，交流电机也不是适用所有场，有时还必须整流后，用直流电机。

在市场上，电脑的机箱和电源通常是组合在一起选购的，有些机箱内甚至配置了标准电源（称为标配电源）。机箱的主要作用是放置和固定各种电脑硬件，起到承托和保护的作用，此外，机箱还具有屏蔽电磁辐射的作用，电源则是为电脑提供动力的部件。

2.8.1 机箱与电源的外观结构

要认识机箱和电源，首先需要了解其外观结构。
1．电源的外观结构
电源是电脑的心脏，它为电脑工作提供动力，电源的优劣不仅直接影响电脑的工作稳定程度，还与电脑的使用寿命息息相关。使用质量差的电源，不仅会出现因供电不足而导致意外死机的现象，甚至可能损伤硬件。另外，质量差的电源还可能引发电脑的其他并发故障。图2-175所示为电源的外观结构图。

图2-175 电源外观

• 电源插槽：电源插槽是专用的电源线连接口，通常是一个3pin的接口，如图2-176所示。需要注意的是，电源线所插入的交流插线板，其接地插孔必须已经接地，否则电脑中的静电将不能有效释放，这可能导致电脑硬件被静电烧坏。
  
  图2-176 电源插槽
• SATA电源插头：SATA电源插头是为硬盘提供电能供应的通道。它比D型电源插头要窄一些，但安装起来更加方便，如图2-177所示。
  
  图2-177 SATA电源插头
• 24pin主板电源插头：该插头是提供主板所需电能的通道。在早期，主电源接口是一个20pin的插头，为了满足PCI-E 16X和DDR2内存等设备的电能消耗，目前主流的电源主板接口都在原来20pin插头的基础上增加了一个4pin的插头，如图2-178所示。
  
  图2-178 24pin主板电源插头
• 辅助电源插头：辅助电源插头是为CPU提供电能供应的通道，它有4pin和8pin两种，可以为CPU和显卡等硬件提供辅助电源，如图2-179所示。
  
  图2-179 辅助电源插头

2．机箱的外观结构
机箱一般为矩形框架结构，主要用于为主板、各种输入/输出卡、硬盘驱动器、光盘驱动器和电源等部件提供安装支架，图2-180所示为机箱的外观和内部结构图。

图2-180 机箱的结构

2.8.2 HTPC使用哪种结构类型的机箱

HTPC（Home Theater Personal Computer，家庭影院电脑）是以电脑担当信号源和控制器的家庭影院，也就是一部预装了各种多媒体解码播放软件，可用来对应播放各种影音媒体，并具有各种接口，可与多种显示设备，如电视机、投影机等音频数字设备连接使用的电脑。
HTPC以外观精美小巧、性能强大且低功耗、静音等特点受到很多电脑用户的青睐，现在电脑市场上的组装电脑也有很大一部分是HTPC。但HTPC需要使用专门的机箱，而不同结构类型的机箱通常只能安装对应结构类型的主板，下面介绍市面上主要的机箱类型。
◎ ATX：在ATX结构中，主板横向放置，安装在机箱的左上方，而电源安装在机箱的右上方；在前置面板上安装存储设备，并且在后置面板上预留了各种外部端口的位置，这样可使机箱内的空间更加宽敞简洁，且有利于散热。ATX机箱中通常安装ATX主板，如图2-181所示。

图2-181 ATX机箱

• MATX：也称Mini ATX或Micro ATX结构，是ATX结构的简化版。其主板尺寸和电源结构更小，生产成本也相对较低；最多支持4个扩充槽，机箱体积较小，扩展性有限，只适合对电脑性能要求不高的用户。MATX机箱中通常安装M-ATX主板，如图2-182所示。
  
  图2-182 MATX机箱
• ITX：它代表电脑微型化的发展方向，这种结构的电脑机箱大小只相当于两块显卡的大小。但为了外观的精美，ITX机箱的外观样式也并不完全相同，除了安装对应主板的空间一样外，ITX机箱可以有很多的形状。HTPC通常使用的就是ITX机箱，ITX机箱中通常安装Mini-ITX主板，如图2-183所示。
  
  图2-183 ITX机箱
• RTX：RTX是英文Reversed Technology Extended的缩写，通过巧妙的主板倒置，配合电源下置和背部走线系统。这种机箱结构可以提高CPU和显卡的热效能，并且解决了以往背线机箱需要超长线材电源的问题，带来了更合理的空间利用率。因此RTX有望成为下一代机箱的主流结构类型，如图2-184所示。
  
  图2-184 RTX机箱

2.8.3 机箱的功能与样式

对于机箱的选购，还需要了解机箱的功能和样式等方面的知识。
1．机箱的功能
机箱的主要功能是为电脑的核心部件提供保护。如果没有机箱，CPU、主板、内存和显卡等部件就会裸露在外，不仅不安全，而且灰尘会影响其正常工作，这些部件甚至会被氧化和损坏。机箱的具体功能主要有以下几个方面。

• 机箱面板上有许多指示灯，可使用户更方便地观察系统的运行情况。
• 机箱为CPU、主板、各种板卡和存储设备及电源提供了放置空间，并通过其内部的支架和螺丝将这些部件固定，形成一个集装型的整体，起到了保护罩的作用。
• 机箱坚实的外壳不但能保护其中的设备，起到防压、防冲击和防尘等作用，还能起到防电磁干扰和防辐射的作用。
• 机箱面板上的开机和重新启动按钮可使用户方便地控制电脑的启动和关闭。

2．机箱的样式
机箱的样式主要有立式和卧式两种，具体介绍如下。

• 立式机箱：主流电脑的机箱外形大部分都为立式，立式机箱的电源在上方，其散热性比卧式机箱好，立式机箱没有高度限制，理论上可以安装更多的驱动器或硬盘，并使电脑内部设备安装的位置分布更科学，散热性更好。
• 卧式机箱：这种机箱外型小巧，整台电脑外观的一体感也比立式机箱强，占用空间相对较少，随着高清视频播放技术的发展，很多视频娱乐电脑都采用这种机箱，其外面板还具备视频播放能力，非常时尚美观，如图2-185所示。
  
  图2-185 卧式机箱
• 立卧两用式机箱：这种机箱设计的目的是为了适应不同的放置环境，既可以像立式机箱一样具有更多的内部空间，也能像卧式机箱一样占用较少的外部空间，如图2-186所示。
  
  图2-186 立卧两用式机箱

2.8.4 电源的主要性能指标

影响电源性能的指标主要有额定功率、风扇大小和保护功能等。

• 风扇大小：电源的散热方式主要是风扇散热，风扇的大小有8cm、12cm、13.5cm和14cm 4种，风扇越大，相对的散热效果越好。
• 额定功率：指支持电脑正常工作的功率，是电源的输出功率，单位为W（瓦）。市面上电源的功率从250W~800W不等，由于电脑的配件较多，需要300W以上的电源才能满足需要，现今电源最大的额定功率已达到2000W。根据实际测试，电脑进行不同操作时，其实际功率不同，且电源额定功率越大，反而更省电。
• 保护功能：保护功能也是影响电源性能的重要指标之一，目前电脑常用的保护功能包括过压保护OVP（当输出电压超过额定值时，电源会自动关闭，从而停止输出，防止损坏甚至烧毁电脑部件）、短路保护SCP（某些器件可以监测工作电路中的异常情况，当发生异常时切断电路并发出报警，从而防止危害进一步扩大）、过载或过流保护OLP（防止因输出的电流超过原设计的额定值而使电源损坏）、防雷击保护（这项功能针对雷击电源损害而设计）和过热保护（防止电源温度过高导致电源损坏）等。

2.8.5 常见电源的安规认证

安规认证包含了产品安全认证、电磁兼容认证、环保认证、能源认证等各方面，是基于保护使用者和环境安全及质量的一种产品认证。对于电源产品，能够反映其产品质量的安规认证包括80PLUS、3C、CE和RoHS等，安规认证对应的标志通常在电源铭牌上标注，如图2-187所示。

图2-187 电源的铭牌

• 80PLUS：80PLUS是民间出资，为改善未来环境与节省能源而建立的一项严格的节能标准，通过80PLUS认证的产品，出厂后会带有80PLUS的认证标识。其认证按照20%、50%和100% 3种负载下的产品效率划分等级，分为白牌、铜牌、银牌、金牌和白金电源5个标准，白金等级最高，效率也最高。
• 3C：3C（China Compulsory Certification，中国国家强制性产品认证）认证包括原来的CCEE（电工）认证、CEMC（电磁兼容）认证和新增加的CCIB（进出口检疫）认证，正品电源都应该通过3C认证。
• CE认证：加贴CE认证标志的商品表示其符合安全、卫生、环保和消费者保护等一系列欧洲指令所要达到的要求。
• RoHS认证：RoHS（Restriction of Hazardous Substances）是由欧盟立法制定的一项强制性标准，主要用于规范电子电气产品的材料及工艺标准，使之更加有利于人体健康及环境保护。

2.8.6 通过计算电脑的耗电量来选购电源

电源的额定功率是一定的，如果电脑中各种硬件的总耗电量超过了选购电源的额定功率，就会导致电脑运行不稳定和各种故障，所以，在选购电源前，首先应该计算电脑的耗电量。
计算电脑耗电量的方法通常有两种。

• 软件计算：利用鲁大师等专业硬件测试软件，在同样配置的电脑中直接计算，如图2-188所示。
  
  图2-188 鲁大师计算耗电量
• 网页计算：利用网络中的一些专业计算器进行计算，如航嘉的功率计算器等，如图2-189所示。
  
  图2-189 网上计算耗电量
  电脑的耗电量是由电脑中主要硬件的耗电量总和，包括CPU、内存、显卡、主板、硬盘、独立声卡、独立网卡、鼠标、键盘、CPU风扇、显卡风扇和机箱风扇等。通常情况下，电脑满负荷运行时，其耗电量大约是正常状态的3倍，也就是说，选购的电源额定功率至少应该比计算出的电脑耗电量大一倍。
  从图2-189中可以看到该电脑的耗电量约为107W，选购一个250W额定功率的电源基本上能满足日常使用。而图2-190中的电脑显示的耗电量168.48W，再加上20W左右的鼠标、键盘和风扇等设备的耗电量，总共大约190W的耗电量，这台电脑最好使用400W甚至更大额定功率的电源。

2.8.7 选购机箱和电源的注意事项

除了前面介绍的一些知识外，在选购机箱时还需要考虑机箱的做工和用料以及其他附加功能。选购电源时同样需要注意做工问题。

• 做工和用料：做工方面首先要查看机箱的边缘是否垂直，对于合格的机箱来说，这是最基本的方面；然后应查看机箱的边缘是否采用卷边设计并已经去除毛刺；好的机箱插槽定位准确，箱内还有撑杠，以防止侧面板下沉。用料方面，首先要查看机箱的钢板材料，好的机箱采用的是镀锌钢板，然后查看钢板的厚度，现在的主流厚度为0.6mm，一些优质的机箱会采用0.8mm或1mm厚度的钢板。机箱的重量在某种程度上决定了其可靠性和屏蔽机箱内外部电磁辐射的能力。
• 附加功能：为了方便用户使用耳机和U盘等设备，许多机箱都在正面的面板上设置了音频插孔和USB接口。有的机箱还在面板上添加了液晶显示屏，实时显示机箱内部的温度。如今机箱的附加功能已越来越多，用户在挑选时应根据需要用最少的钱买最好的产品。
• 注意做工：要判断一款电源做工的好坏，可先从重量开始，一般高档电源重量比次等电源重；其次优质电源使用的电源输出线一般较粗；此外从电源上的散热孔观察其内部，可看到体积和厚度都较大的金属散热片和各种电子元件，优质的电源用料较多，这些部件排列得也较为紧密。