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【鉅興課堂】從零開始,帶你認識電源內部的元器件
2018.08.22

電源不像處理器,可以看規格知性能;電源也不像顯卡,由一顆關鍵的GPU來決定檔次。一款好的電源除了滿足功率需求以外,還必須考量穩定、節能、靜音、安全等多方面的因素。在沒有專業設備進行檢測的情況下,我們只有了解一些電源的基本原理和元器件知識,才能做到對電源“一目了然”。


抓住關鍵,不再眼暈

從外面看起來,電源的個頭也就比一塊“板磚”大一點,但它“肚子”里裝的東西可著實不少。拆開外殼,我們能看到數以百計的、各式各樣的電子元器件和復雜交錯的線纜,不免讓人眼暈。俗話說“擒賊先擒王”,在觀察電源時,我們也應該著重留意以下幾個部分。

某電源的內部結構圖,序號1~6分別標識出了大家應該著重觀察的部分。


1、一、二級EMI濾波電路。這部分的作用是將外部電網進入的市電進行過濾,得到比較純凈的交流電供后續使用。

2、PFC電路。它的作用是在交流電轉換成直流電的過程中減少諧波,降低對室內電網和市電電網的干擾,減少市電損耗。

3、高壓濾波電容。它的作用是凈化高壓直流電,為后續的高低壓轉換提供相對“純凈”的電流。

4、電源拓撲。拓撲就是指電源的整體結構,它直接影響到電源的轉換效率。

5、低壓濾波電路的電感線圈。其作用是穩定輸出端的電壓和電流,與電腦硬件系統的穩定使用有直接的關系。

6、散熱片。在變壓器和開關電路進行電壓轉換時,會產生大量的熱量,因此需要散熱片迅速轉移熱量。

7、二極管。通過單向導通的能力,實現整流、續流、穩壓等等作業


二級EMI濾波電路

國家3C認證強制要求上市的電源必須通過EMI防電磁輻射認證,因此合格的電源都應該具有EMI濾波電路。

一級EMI濾波電路位于電源接口處,做工更好的電路還具有獨立PCB板和電感線圈。


二級

二級EMI濾波電路通常在電源的主PCB板上,由電感線圈和電容等元器件組成。

某劣質電源上的二級EMI濾波電路唱了“空城計”


不過低端電源往往只有一級EMI濾波電路,稍好一點的電源都應該具有完整的一、二級EMI濾波電路。


PFC電路

PFC電路分為被動式和主動式兩種,現在大部分電源都是采用的主動式PFC。

被動式PFC均采用這種“大個頭”的電感


主動式PFC的電感線圈往往位于高壓濾波電容的前方


被動式PFC的功率因數普遍在0.7左右,主動式PFC的功率因數則高達0.9以上,明顯優于被動式PFC。兩者的分辨也相當容易。


高壓濾波電容

哪些是高壓濾波電容?很簡單,電源里面最高、最大的電容即是(1~2顆)。比較電容時,原則上只能與同類型的電源相比,因為在相同功率下,被動式PFC電源所需的電容容量比主動式要大。在同級比較時,我們可以看到高壓濾波電容的容量、耐壓值和耐溫值,理論上這三項數值越大越好。

電源采用主動式PFC,因此使用容量為330μF的高壓濾波電容就能滿足需求。該電容的耐壓值為400V,耐溫值為85℃。


電源拓撲

簡單說來,在前幾年電源的拓撲可分為半橋式和正激式兩種,現在基本以正激式為主。半橋式是傳統的電源結構,通常轉換效率不高;而正激式結構轉換效率容易做到80%以上。

傳統的半橋式拓撲


正激式拓撲有助于提高轉換效率

在進行分辨時,我們不妨采用排除法:在半橋式電源的中央,必定有三個變壓器,并且一大兩小,排成一條直線;如果你的電源不是這種結構,那么恭喜你,這多半是正激式電源。


低壓慮波電路的電感線圈

在低壓濾波電路部分,我們主要看電感線圈的大小、匝數和顏色。自然是線圈越大、匝數越多越好;至于顏色,理論上從優到劣分別為灰色、黑色、淺綠色和黃色,電感越好損耗越小。

低壓濾波電路部分主要看電感線圈


散熱片

散熱片的作用不需多說,發熱量較大的開關管和肖特基二極管管都常常安裝在散熱片上。目前市售電源普遍采用鋁質散熱片,通常越厚越好;同時為了在有限的空間內擴大散熱面積,大部分散熱片都開有鰭片,理論上鰭片越多越好。


二極管

整流二極管簡單粗暴利用單向導通的能力,把交流電整成直流電,通常有整流橋堆擔任;續流二極管,它在電路中一般用來保護元件不被感應電壓擊穿或燒壞,以并聯的方式接到產生感應電動勢的元件兩端,并與其形成回路,使其產生的高電動勢在回路以續電流方式消耗,從而起到保護電路中的元件不被損壞的作用,一般選擇快速恢復二極管或者肖特基二極管。


來源:電子工和專輯

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