1.6 ATX电源中的地和正负极

在任何电路中“地”都是一个非常重要的概念。因为在任何电路中，电压都是其最为本质的属性之一。

在高中物理中，我们曾学习过电压的定义。电压定义的具体内容并不是我们所关心的，我们关心的是电压的相对性：电压是描述两个点之间的某个物理属性（实际上是电场力做功的能力）的物理量。尽管我们常常用“某点的电压是多少伏”这样的句子表达，但这并不表明“某点”就真正具有电压的属性，这仅仅是一个省略的说法。完整的说法如下：某点相对于参考点的电压是多少伏。

我们再观察一下可以用来测量电压的仪器，如万用表（示波器）。万用表有红表笔和黑表笔。在实测电路中某点的电压时，我们会使用红、黑表笔中的一只表笔的笔尖去接触该点，那另一支表笔呢？

如果另一支表笔哪里也不接，万用表会显示0V。此时的0V也并不代表该点的电压就是0V，它实际上是万用表读数的初始状态。只有将另一支表笔也接入电路中的其他点之后，万用表所显示的读数才是“某点”与“其他点”之间的电压值。

可见，这个“其他点”实际上是可以任意选择的。既然如此，为什么不选择一个最方便、最有全局意义的点作为参考点呢？答案是肯定的，这就是“地”。

“地”是大地的简称，它就是人们脚下所踩着的这片真实大地。

读者可能要问，难道所有设备中标有“地”的点/线都真的与大地相连吗？按照安全规范而言，的确应该如此。这就是为什么很多设备的插头都有三个金属片的原因。其中一个就是用来与大地相连的，而插座中地线的另一端，也的确应该通过导体与大地可靠连接。

在阅读ATX电源有关的资料时，读者往往还会遇到“热地”和“冷地”的说法。“热地”“冷地”和“地”又有什么联系与区别呢？实际上，“热地”“冷地”的说法比较通俗、方便，但并不科学。

“热地”“冷地”中的地，实际上是参考点而非真实大地的概念。这直接给了我们一个很重要的提示：难道在ATX电源中，竟然需要选择两个参考点吗？事实的确如此。在ATX电源中，以变压器为界，通常认为变压器的上级属于高电压（交流市电220V）区，即热区；变压器的下级属于低电压区，即冷区。如此一来，“热地”就是ATX电源中高压区的参考点，“冷地”就是ATX电源中低压区的参考点。

拆开任意一个ATX电源的外壳，观察插座中的地线，会发现地线是通过螺钉与ATX电源的外壳互连的。进一步观察ATX电源电路板上的4个螺钉孔，会发现汇聚于螺钉孔处的布线也是通过固定螺钉与外壳互连的。总而言之，对于ATX电源而言，4个螺钉孔和外壳就是地。更进一步讲，我们还能通过测量ATX电源输出端子中的地线与外壳的直通性，判断出ATX电源输出端子中的地线也是地的结论。

综上所述，ATX电源输出端子中各路直流输出以及电路板上低电压区的电路都是以地为参考点的。本书将此地定义为“输出地”或“输出的地”。

看到这里，敏锐的读者可能会提出如下问题：按照笔者的思路，既然在ATX电源中有两个测量电压的参考点，其中一个是低电压区的大地（ATX电源的外壳、4个螺钉孔），那另一个自然是在高电压区中了。高电压区中的参考点又在哪儿呢？

在“双管半桥”拓扑的ATX电源中，经全桥整流后的310V直流电压会加在两个串联的大体积电解电容（笔者称其为“主电容”）的两端，如图1-8所示。

图中的A点（即全桥整流中的负极），就是ATX电源高电压区的参考点。本书将此参考点定义为“全桥负极”或“主电容负极”。

在跑线及实际维修过程中，通常都已经将ATX电源电路板从外壳中取出，为了方便，可以用导线将两个参考点引出至方便测量之处。图1-9所示是笔者为方便维修与测量制作的工具。

图1-8 主电容

图1-9 工具

使用时，将两根电缆焊接到电源的对应处即可。突起的铜片，供示波器探头的夹子（地）夹持。