开关电源的基本知识介绍

1、開關電源的基本知識介紹SPS-Switching Power SupplyG.B. Ren-2003/3/17一.开关电源同线性电源比較二.開關電源的分類三.開關電源的原理介紹四.電腦電源的主要電性能參數指標五.電腦電源的EMC電磁兼容要求六.電腦電源的Safety安規要求七.Label/Marking八.Environmental簡介主要內容傳統的线性稳压电源現代的開關稳压電源優點電磁輻射和干擾會比較小, 紋波小. 瞬態響應較好控制電路要簡單。其具有功耗小效率高(可達7095%)，稳压范围宽，可靠安全，體積小、重量輕、轉換效率高、自身發熱量小缺點承受過載短路能力差效率低(3560%),體積龐

2、大，不具有保護功能等特點電磁輻射和干擾會比較大,紋波比較大. 瞬態響應較差控制電路要複雜的多。調整管工作狀態調整管工作于放大區(損耗功率大採用大功率調整管及大的散熱器), 連續控制的.调整管工作在截止区和饱和区,即开关狀態。它截止时，相当机械开关的断开，饱和时，相当于机械开关的闭合。變壓器工作頻率和材料市電的頻率固定在50Hz/60Hz上，採用矽鋼片做為變壓器的磁性材料，因此變壓器的轉換效率低。提高工作頻率(達到數十KHz或數百KHz)來減少變壓器的體積和重量，採用鐵氧體做為變壓器的磁性材料。特點原因調整管損耗功率大,尤其是大功率的线性電源往往是重量重, 體積大，不適合電腦工業化的輕便設計原則

3、 .調整管功耗小,机内温升低, 輸出多路的低電壓大電流的直流電要具備各種保護功能。一.开关电源同线性电源比較穩壓電源的目的: 提供穩定的低壓直流, 即從市電110/220Vac 3.3V/5V/12Vdc輸出電壓的穩定性由UZ和UBE的恆定性決定:UL=UZ-UBERC限制Q1的耗散功率:UCE =U0- UL -IC*RC限制短路電流:ICmax=U0/RC線性電源Q1工作在放大區一.开关电源同线性电源比較DC-DC調整穩壓部分110/220Vac 50Hz變壓 整流濾波 低壓直流 DC-DC調整穩壓部分穩定低壓直流輸出線性电源簡單示意圖一.开关电源同线性电源比較开关电源簡單示意圖开关管PW

4、M-Pulse Width Modulation脈沖寬度調制取樣比較電路110/220Vac 整流濾波高壓直流(300Vdc) DC-DC調整穩壓部分穩定低壓直流輸出100kHz變壓开关电源:開關晶體管在截止和導通兩種轉換狀態下通常只有很小的損耗功率。 開關晶體管在轉換过程中產生的損耗功率最大。一.开关电源同线性电源比較开关管的关斷損耗开关管的开通損耗電壓波形電流波形一.开关电源同线性电源比較开关电源的新技術:軟開關技術-減小開關晶體管在轉換过程中產生的損耗功率。零電流开关零電壓开关零電流开关:1)在开关管開通時使其電流保持在零或限制電流上昇率 2)在开关管關斷前使其電流減小到零零電壓开关:1

5、)在开关管開通前 使其電壓下降到零 2)在开关管關斷時使其電壓保持在零或限制電壓上昇率分類方法類別按激励方式划分他激式(開關器件控制信號由專門的控制電路產生) 自激式(借助于變換器本身的正反饋信號實現開關管自持週期性開關的變換器)按DC/DC變換器的工作方式划分隔離型: 正激式(Forward Converter)反激式(Flyback Converter)推挽式(Push-pull converter) 半橋式(Half-bridge converter)全橋式(Full-bridge converter)非隔離型: 降壓式(Buck Converter)升壓式(Boost Converte

6、r) 升降壓式(Buck/Boost Converter)Cuk ConverterZeta ConverterSepic Converter按控制信號的隔離方式划分採用變壓器的隔離方式採用光電耦合的隔離方式 按過流保護方式划分開關電流檢測方式輸出電流檢測方式二.開關電源的分類Power Supply Development 電源供應器發展史PC機電源在286到早期的586是AT電源。AT電源共有四路輸出（+5V、-5V、+12V、-12V），另外還向主板提供一個P.G信號Intel 在1997年推出的ATX電源標準，它主要增加了3.3V和+5VSB兩路輸出電壓和一個PS-ON信號。利用+5V

7、SB和PS-ON信號，就可以實現軟件關機、鍵盤開機、網絡遠程喚醒等功能。 為了滿足大功率CPU的要求,ATX 12V對CPU供電的4PIN +12V電壓提高至+12.8V(+/-12%) 降低了MAIN CONNECT的+12V電流強度. 在ATX/ATX 12V的電源的基礎上重新定義Main Connect 的Pin腳由20Pin 增加到24Pin，增加了對風扇的控制(FAN CMD、FAN OFF、FAN SINK、3.3V R/S），不與以前的ATX電源兼容。AT: 6Pin+6PinATX: 20PinATX 12V: 20Pin+4PinATX 12V LN(Low Noise):2

8、4Pin+4Pin二.開關電源的分類AT ATX ATX 12V ATX 12V LN 根據PC主板架构變化電腦電源的工作原理 開關電源:1)首先對市電進行整流和濾波而輸出高壓直流電，2)然後用開關電路將直流電轉換為高頻率的脈動直流電並送到高頻開關變壓器上，此時可以選擇體積小巧的鐵氧體變壓器來完成高壓到低壓的轉換，3)然後再對輸出的低壓電進行整流和濾波並最後輸出. 實際電路中選用大功率的三極管或場效應管來做為開關，根據控制電路的信號導通和截止，工作頻率達到數十KHz或數百KHz，然後與開關變壓器、高、低壓整流濾波電路就構成了一個簡易的開關電源。當需要提升輸出電壓時就增加開關需管導通的時間，反之

9、則增加截止的時間，控制十分靈活 三.開關電源的原理介紹ATX電源的工作原理方塊圖它主要包括:輸入電網濾波電路、主變換電路、整流濾波輸出電路、控制電路、保護電路、輔助電源等。三.開關電源的原理介紹EMI FILTER全波整流倍壓整流變壓器能量轉換輸出電路功率切換元件保護線路回授與控制線路起動電壓 & +5Vsb一次側 二次側三.開關電源的原理介紹PG電路+3.3V穩壓電路輸入電網濾波電路交流電源插座上焊接的是EMI電源濾波器，這個由扼流圈和電容組成的低通網路能濾除電源線上的高頻雜波和同相干擾信號，同時也將電源內部的干擾信號遮罩起來，構成了電源抗電磁干擾的第一道防線 三.開關電源的原理介紹輸入電網

10、濾波電路市電進入電源板後, 先通過電源保險絲，然後再次經過由電感(DM/CM choke)和電容(X-Cap/Y-Cap)組成的第2道高頻濾波電路以充分濾除高頻雜波，有的還接有壓敏電阻以防止雷電感應而引起的高電壓，然後再經過限流熱敏電阻進入高壓整流濾波電路, 保险丝能在电源功率太大或元件出现短路时熔断以保护电源内部的元件， 而限流熱敏電阻含有金属氧化物成分，能限制瞬间的大电流，减少电源对内部元件的电流冲击。 (X-Cap/Y-Cap)(DM/CM choke)三.開關電源的原理介紹輸入電網濾波電路圖1. R1為470千毆(1/2W),當AC拔掉時,AC電須1秒內歸0 (安規要求)2. Lx為d

11、ifferential mode noise 專抑制低頻部份3. FL2,FL1為common mode noise 專抑制高頻部份4. CX1CX3之電容是來抑制低頻noise,設計值約(0.1uf1uf)5. CY1CY6之電容是來抑制高頻noise,設計值約(4700PF1000PF)6. CY1CY6 電容加大會增leakage current,在安規里有一定洩漏 電流值.三.開關電源的原理介紹PFC(Power Factor Correction)之意義P.F.=實際功率/視在功率 ( v*Idt)/(Vrms*Irms) 假設有A,B兩台機台A的PF等于1 B的PF等于0.8如果A

12、,B機台的輸出功率都是100W且效率均為100%若兩者皆須輸出100W則電力公司必須供應給機台B 120W多余的20W跑到那里去了? Ok它又還給了電力公司了然而電力公司卻以無法將其回收所以B機台實際上只消耗100W(因為效率為100%)而20W就在P.F.值只有0.8的情況下消耗了。三.開關電源的原理介紹二端網絡的功率(單相電路)視在功率 S=V*I (伏安VA)有功功率 P=VR*I=V*Cos *I=S *Cos (瓦W) 實部無功功率 Q=VX*I=V*Sin *I=S *Sin (乏Var) 虛部 Q0時電路呈感性 Q0時電路呈容性。功率因數 =PF= Cos, 角為功率因數角S2=

13、P2+Q2角為功率因數角, 是電壓與電流的相位差,開關電源中容性負載重,Q0電路呈容性,電壓V落後於電流I.所以可串聯電感以中和容性,減小角,以提高功率因數 PF.三.開關電源的原理介紹PFC(Power Factor Correction)之意義PFC(Power Factor Correction)之意義三.開關電源的原理介紹PFC Choke1. 交流電源進行整流濾波，為主變換電路提供波紋較小的直流電壓。主要由全橋整流器、濾波電容(高壓電解電容)、平衡電阻組成。2. 整流電路:主要有半波整流、全波整流及橋式整流電路.3. 經共模濾波器淨化後無干擾的 220V市電經過全波整流，高壓濾波電容

14、濾波後，在高壓濾波電容上形成約300V（空載）的直流電壓，給電源開關功率管供電。 輸入整流濾波電路 三.開關電源的原理介紹此為上面電路中S1=ON=115Vac時簡化的二倍倍壓電路用于將115Vac 倍壓到 相當於230Vac整流濾波後的約300V（空載）的直流電壓。S1為Input Voltage Range Selecting Switching(輸入電壓選擇開關)ON=115Vac; OFF=230VacS1三.開關電源的原理介紹主變換電路 开关电源顾名思义其核心就是开关二字，实际电路中,使用两个大功率的开关管轮流导通和截止,将直流电转换为高频率的脉动直流电,并送到高频开关变压器上进行降

15、压，这样就完成了高电压直流-高频率高电压脉冲-高频率低电压脉冲-低电压直流的转换过程，当然，这里真正的核心还是PWM集成电路，它产生固定的频率来控制两个开关管的导通和截止，并根据输出电压的大小,自动调整开关管导通和截止的时间,将输出电压固定在指定的幅度上，此外还能负责整个电路的保护工作。 三.開關電源的原理介紹主變換電路是開關電源的主要部分，它把直流電壓變換成高頻交流電壓，並且起著將輸出部分與輸入電網隔離作用。主變換電路 ATX開關電源幾乎都是採用半橋式功率轉換的經典電路,開關管輪流導通,便通過兩個電容的連接處向變壓器輸出脈衝電壓，變壓器另外一端則採用全波整流的電路進行整流和濾波。這種電路的好

16、處是工作電壓低，具有抗不平衡能力，還可以方便的實現110/220V輸入的切換，但開關管通過的電流較大,由於開關電源的開關管只工作在開“和“關”兩種狀態，關的時幾乎不消耗功率，而開的時候由於自身壓降很小，所以自身的損耗也很小，這就是開關電源發熱量低的原因。 三.開關電源的原理介紹主變換電路 高頻開關變壓器同樣是整個電路中的核心部件,高頻開關變壓器能夠提供我們所需要的幾組直流電壓。驅動變壓器將PWM積體電路輸出的控制信號進行放大以驅動開關管進行工作，同時還可以將開關管工作的高壓區和積體電路工作的低壓區進行物理隔離 。待機電源是一套獨立的小型開關電源，這就是我們所說的待機電路，其輸出的電壓為電源的主

17、電路供電，同時通過+5VSB端輸出到主板來實現喚醒功能。 三.開關電源的原理介紹輸出整流濾波電路 經過高頻開關變壓器降壓後的脈動電壓,同樣要使用二極體和電容進行整流和濾波，只是此時整流時的工作頻率很高，必須使用具有快速恢復功能的肖特基整流二極體，而整流部分使用的電容也不能有太大的交流阻抗，選擇的電容不但容量要大，還要有較低的交流電阻，還能見到1、2個體積碩大的帶磁心的電感線圈，與濾波電容一起濾除高頻的交流成分，保證輸出純淨的直流電. 三.開關電源的原理介紹濾波電路: 主要有電容(低頻濾波)、電感(高頻濾波)及复式濾波電路三種. 將變換器輸出的高頻交流電壓進行整流濾波，得到需要的直流電壓，同時防

18、止高頻噪聲對負載的干擾。在電源中，+5V、+3.3V、+12V的整流管採用的是肖特基對管。在輸出濾波電容方面，因開關變壓器工作在較高的頻率下，輸出的交變諧波成分特別豐富，因此電源中設置了多級LC濾波器對 其過濾。 三.開關電源的原理介紹輸出整流濾波電路圖 控制電路 電源的控制中心，這裏關鍵的部件是PWM電源管理積體電路，輔助的電路還包括基準電壓電路、取樣電路、比較電路和保護電路等等 ，其中PWM管理集成塊驅動開關管工作輸出電壓，該積體電路的型號往往是TL494或相同功能的KA7500B，UC3843等, 4路精密電壓比較器的LM339和2路比較器的LM393，而TL431則用來產生基準電壓.

19、三.開關電源的原理介紹 檢測輸出直流電壓，與基準電壓比較，進行放大，控制振蕩器的脈衝寬度，從而控制變換器以保持輸出電壓的穩定。 當開關電源發生過電壓、過電流後，保護電路啟動，使開關電源停止工作以保護負載和電源本身。其中，開關變壓器負責高、低壓能量的轉換，其質量好壞和功率的大小，直接關係到電源的整體質量。控制過程 有的電源還設計了溫控電路，採用熱敏電阻探測電源內部的溫度, 並自動調整散熱風扇的轉速，讓電源內部保持均衡的溫度.三.開關電源的原理介紹控制電路 Standby待機電源待機電源本身也是一個完整的開關電源，Standby線路(AC Source存在時它就必須存在)輸出+5VSB電源,主要是

20、提供電腦進入省電階段時提供省電IC之電源使用。只要ATX電源一上電，輔助電源便開始工作，輸出的電壓一路用來向電源板提供工作電壓，另一路作為+5VSB電壓向主機相關電路供電，以便在待機狀態內主要設備停止工作的情況下維持設備工作，實現遠程遙控和網絡喚醒功能。 三.開關電源的原理介紹4.1 AC Input4.1.1 Input Voltage (輸入電壓範圍)4.1.2 Frequency(輸入電壓頻率範圍) The supply shall operate with an input frequency of 47Hz to 63Hz AC.4.1.3 Range Switching(輸入電壓選

21、擇開關) The nominal input voltage range can be selected by using a voltage selector switch provided on the power supply. 4.1.4 Power Factor(功率因數) For test purposes, the power factor, when measured at 120Vac and maximum load, shall be greater than 0.50(for no PFC)/0.90(for PFC).注: 電源的基本性能參數以Intel ATX 12

22、V Ver 1.2為例 四.電腦電源的主要電性能參數指標(Electrical)4.1 AC Input4.1.5 Input Current輸入電流 Maximum steady state input current shall be less than 5.5A RMS at 90Vac and maximum load.4.1.8 Input Over-current protection 輸入過流保護 The power supply shall incorporate primary fusing for input over-current protection to preve

23、nt damage to the power supply and meet product safety requirements.4.1.6 Input Under-Voltage Protection輸入欠壓保護 The power supply shall contain protection circuitry such that the application of an input voltage below the minimum (90Vac) shall not cause damage to the power supply.4.1.7 Transient Protect

24、ion 瞬態保護 The power supply shall operate within specifications under transients as defined in IEC 61000-4-4 (EFT-Electrical Fast Transient) and IEC 61000-4-5 (Surge Test).四.電腦電源的主要電性能參數指標4.1 AC Input4.1.8 In-Rush Current Limiting protection衝擊電流限制保護 Maximum inrush current from Power-on shall be limite

25、d to a level below the surge rating of the input line cord, AC switch if present, bridge rectifier, fuse, and EMI filter components. (使用NTC-Negative Temperature Coefficient熱敏電阻限制) 4.1.8.1 Cold Start冷啟動: With the power supply having been soaked for a period long enough to ensure all components are wi

26、thin 3C of the minimum operating temperature, prior to power-on inrush current measurement, no damage shall occur to the power supply and the fuse shall not open or exceed its specification. 4.1.8.2 Hot Start熱啟動: With the power supply operating with an ambient inlet air temperature at or below the m

27、aximum operating temperature and having been run at maximum output power for 15 minutes prior to cycling power, no damage shall occur to the power supply and the fuse shall not open or exceed its specification.4.1.9 Leakage Currents漏電流 Per IEC950 Paragraph 5.3,when Vin=120Vac, 60Hz, the leakage curr

28、ents 0.45mA, 四.電腦電源的主要電性能參數指標4.2 DC Output4.2.1 DC Voltage Regulation(輸出電壓範圍) The O/P shall remain within the regulation limits as defined in below TABLE while being subjected to: a. AC Input voltage changes from Min to Max as specified. b. Static load changes within the limits (from Min to Max) spe

29、cified. c. Environmental Conditions.輸出電壓範圍四.電腦電源的主要電性能參數指標4.2 DC Output4.2.2 DC Output Power輸出功率 The SPS shall be capable of continuously supplying 200W output power under all specified conditions.輸出功率和電流四.電腦電源的主要電性能參數指標4.2 DC Output4.2.3 Efficiency滿載轉換效率 The power supply should be a minimum of 70%

30、efficient under maximum rated load. 滿載轉換效率：要求最大功率輸出時的轉換效率應不低於70。 4.2.4 Energy Star Efficient能源之星效率 When DC output power=15W and Fan turned off, the AC input power28W. (for example only)4.2.5 Standby Efficiency待機效率 When in the Standby mode and the 5Vsb=0.5A, or 3.3Vsb=0.8A.4.2.6 Remote Sensing+3.3V远程

31、補償 The 3.3V output should have provisions for remote sensing to compensate for excessive cable drops. 四.電腦電源的主要電性能參數指標4.2 DC Output4.2.7 Outputs Ripple & Noise(輸出紋波雜訊) Maximum allowable Peak-to-Peak ripple and noise (as measured at the load) not exceed the specified. 20MHz bandwidth oscilloscope, Re

32、sistive load(non electronic), 0.47uF/22uF(for Compaq) or 0.1uF/10uF(for Intel), Assembled in enclosure, proper connected to GND. 雖然經過了多重的濾波， 開關電源的輸出端也不可 能完全杜絕紋波，ATX標 準對電源紋波輸出的大小 作出了規定，紋波越小， 電源的品質也越好： 四.電腦電源的主要電性能參數指標4.2 DC Output4.2.8 Output Transient Response (Step Load) 輸出動態響應 The power supply sho

33、uld be stable when subjected to load transients .4.2.9 Capacitive Load容性負載 The power supply should be able to power up and operate normally with the following capacitances simultaneously present on the DC outputs.OutputCapacitive load (uF)+12V20000+5V10000+3.3V6000-12V350+5Vsb3504.2.10 Stability輸出穩定

34、 The power supply shall be unconditionally stable while operating within its normal operating specification.四.電腦電源的主要電性能參數指標4.3 Timing/Housekeeping/ Control(電源的時序) T1: Power-On Time (T1500mS) (4.3.4) T2 : Rise Time (T220mS) (4.3.5) T3: P.G delay Time (100mST3500mS) (4.3.1) T4: P.G Rise Time (T410mS)

35、 (4.3.1) T5: Hold up Time(T516mS) (4.3.8) T6: Power-down Warning (T61mS) (4.3.8)四.電腦電源的主要電性能參數指標4.3 Timing/Housekeeping/ Control(電源的時序)4.3.1 PG (PWR_OK ) 電源準備好 PG is a “power good” signal. It should be asserted high by the power supply to indicate that the DC output (5V/3.3V/12V) are within the spec

36、ification.4.3.2 PS_ON 電源上電控制信號 PS_ON is an active-low, TTL-compatible signal that allows a M/B to remotely control the power supply in conjunction with features such as soft on/off, Wake on LAN, or wake-on-modem. PS-ON connected to GND (COM/Return) (Power-On) , PS-ON connected to +5Vsb (Power-Off);

37、(This is for Standard; but opposite for Compaq SPS)4.3.3 +5Vsb待機電源 +5Vsb is a standtby supply output that is active whenever the AC power is present. It provides a power source for circuits that must remain operational when the main outputs are in a disabled state. Example uses include soft power co

38、ntrol, Wake on LAN, Wake-on-modem, intrusion detection, or suspend state actives.四.電腦電源的主要電性能參數指標4.3 Timing/Housekeeping/ Control(電源的時序)4.3.4 Power-On Time輸出上電時間 The power-on time is defined as the time from when PS_ON is pulled low to when the +12V/+5V/+3.3V outputs are within the regulation ranges

39、. (500mS)4.3.5 Rise Time (10% to “lower limits” of output) 上昇時間 The 3.3V and 5V output rise times shall be 2mS to 25mS.4.3.6 Overshoot輸出過擊 During power-on or power-off, or the assertion/deassertion of PS-ON, the output voltage overshoot shall be less than 10% above the nominal voltage. the 3.3V and

40、5V output voltages shall not exceed 3.70V peak or 5.40V peak respectively. The power supply shall not operate outside of regulation requirements for more than 50 mS during power-on.四.電腦電源的主要電性能參數指標4.3 Timing/Housekeeping/ Control(電源的時序)4.3.7 Reset after shutdown檔機後復位 If the power supply latches into

41、 a shutdown state because of a fault condition on its outputs, the power supply shall return to normal operation only after the fault has been removed and the PS-ON (or AC input) has been cycled OFF/ON with a minimum OFF time of 1 second.4.3.8 Hold Up關機保持時間 All outputs shall remain within its specif

42、ied limits for a minimum of 16mS/20mS after power has been removed from the power supply. Test conditions: Full load, Vin=115Vac(60Hz)/230Vac(50Hz) , power down at 0C.四.電腦電源的主要電性能參數指標4.4 Output Protection(電源的保護功能)4.4.1 OVPOver Voltage Protection(過壓保護) The power supply shall auto latch off during an

43、over-voltage condition. The latch condition shall be cleared by cycling the PS-ON input. (使用分壓電阻及比較器)4.4.2 SCP-Short Circuit Protection短路保護 The power supply shall be protected such that a short from any output to return or to other outputs shall not result in a fire hazard or shock hazard. The power

44、 supply shall recover, with no damage, from a short from any output to return.when the short is removed, +5Vsb shall recover automatically , the main outputs shall recover by cycling PS-ON. 電源的過壓保護四.電腦電源的主要電性能參數指標4.4 Output Protection4.4.3 OCP-Over Current Protection電源的過流保護 Overload currents applied

45、 to each tested output rail will cause the output to trip before reaching or exceeding 240VA. For testing purposes, the overload currents should be ramped at a minimum rate of 10A/s starting from full load.(取樣電阻上的壓降)4.4.4 OTP-Over Temperature Protection過熱保護 The power supply may include an OTP sensor

46、, which can trip and shut down the power supply at a preset temperature point. Such an overheated condition is typically the result of internal current overloading or a cooling fan failure.4.4.5 No Load Operation無載運行 The power supply shall not cause any damage and/or hazardous conditions and no inte

47、rnal component shall be stressed beyond its rating. 4.4.6 Output Bypass輸出單點接地 The output returns shall be connected to the chassis at a single point.四.電腦電源的主要電性能參數指標5.1 Emission 電磁干擾 Conducted & Radiated emissions 傳導&輻射干擾 FCC Part 15/EN55022/CISPR 22 Class B with 4dB Margins. Tests shall be conducte

48、d using a shielded DC output cable to a shielded load. The load shall be adiusted as follows for three tests: (1) No load on each output; (2) 50% load on each output; (3) 100% load on each output.5.2 Immunity電磁耐受 The power supply shall comply with EN55024/CISPR24 prior to sale in the EU(European Uni

49、on), Korea, and possibly other geographies. ESD/EFT/Surge/CS/RS/Magenetic/Dip5.3 Input Line Current Harmonic and Flicker電流諧波及閃爍 For sales in EU(European Union) or Japan the power supply shall meet the requirements of EN61000-3-2 Class D.5.4 Magnetic Leakage Fields泄漏磁場干擾 A PFC choke magnetic leakage

50、field should not cause any interference with a high-resolution computer monitor placed next to or on top of the end-use chassis.五.電腦電源的EMC電磁兼容要求五.電腦電源的EMC電磁兼容要求5.5 開關電源內噪聲源1) 開關晶體管開關工作產生的噪聲: 開關晶體管中流過較大的脈沖電流是矩形波其中含有多種高次諧波。開關接通時由于變壓器漏感與輸出整流二極管的恢復特性形成電流振蕩二極管上產生浪涌電壓。開關斷開時變壓器漏感也產生浪涌電壓。2) 二極管的反向恢復特性產生的噪聲:

51、 用PN結硅二極管進行高頻整流時正向電流所積累電荷在加反向電壓時不能馬上消失。由于載流子積蓄效應二極管流經反向電流。這斷時間稱為反向恢復時間。若反向電流恢復時的電流上昇率di/dt較大時由于電感作用要產生較大尖峰電壓。這就是恢復噪聲。肖特基二極管原理上沒有載流子積蓄效應恢復噪聲非常小。3) 變壓器產生噪聲: 流經變壓器繞組的電流形成磁通其中大部份通過導磁率高的磁芯但少部份通過繞組與間隙輻射出去即為漏磁通這漏磁通在回路中要形成電磁感應噪聲。4) 電容產生噪聲: 對于交流輸入的開關電源在輸入側接有整流與平滑回路這就是電容輸入型回路這回路有導通角的充電電流流通這電流變化要產生噪聲。另外電容的等效串聯

52、電感影響也較大。五.電腦電源的EMC電磁兼容要求5) 共模噪聲: 開關晶體管與輸出整流二極管通常內部損耗較大需要通過絕緣片接到散熱器上散熱。因此晶體管的集電極與二極管的陰極與散熱器間有較大分佈電容由于開關工作時電壓達到幾百伏因此產生共模噪聲。5.6 噪聲抑制方法及對策1) 採用開關速度不太快的開關以及軟恢復特性的二極管可以改善波形 (即降低dv/dt;di/dt)。2) 使用吸收電路(RC/RCD/LC) 與 開關晶體管和輸出整流二極管並聯可以降低浪涌電壓。3) 濾波器: 輸入濾波器 X-Cap/Y-Cap/CM Choke/DM Choke4) 屏蔽: a) 靜電屏蔽 在初次側之間接入相當于

53、分佈電容電極的導體(如變壓器鐵心)進行接地就可以使噪聲旁路到地。 b) 磁屏蔽 在干擾者與被干擾者之間如變壓器與線圈之間插入高磁導率的金屬板可把漏磁通集中于金屬板中。5) 把輸出扼流線圈接在電源負回線上可抑制共模噪聲的產生。6.0 Safety Requirement 安規Standard :UL1950 CSA C22.2 No.950 IEC950 CB certificate EN609506.1 Hi-pot (100% tested) 高壓 The test shall be applied between the PRIMARY (AC LINE and NETURAL) and

54、EARTH GROUND (CHASSIS/INPUT RECEPTACLE EARTH GROUND TERMINAL). Test Voltage : 2150VDC minimum; Trip Current Sensitivity: 0.6mA maximum; Voltage Ramp Time: 500V/second ramp minimum; Dwell Time: 1 second minimumBreakdown Arc Detection: 10mS maximum六.電腦電源的Safety安規要求6.0 Safety Requirement 安規6.9 Abnormal

55、 testing異常測試 a) stalled-fan test停止風扇, b) voltage-select-switch mismatch電壓選擇開關選錯6.10 SELV安全極低電壓 DC output meet the requirement for SELV(60Vdc/42.4V peak), dont exceed 240VA under any condition of loading6.11 AC input polarity輸入極性 The proper polarity between the AC input receptacle and any printed wir

56、ing boards connections must be maintained (that is, brown=line, blue=neutral, green=earth/chassis)6.12 Proscribed Materials禁止物料a) Cadmium镉 should not be used in painting 油漆or plating電鍍b) No quaternary salt季鹽 electroytic capacitors shall be usedc) Mercury 水銀shall not be used.d) the use of CFC (chloro

57、fluorocarbon 氟氯化碳) shall not be used in the design or manufacturing process.六.電腦電源的Safety安規要求6.0 Safety Requirement 安規6.2 Grounding Continuity Test 地連續性測試 (100% tested) The test shall be applied between the GROUNDED SHEET METAL CHASSIS and the INPUT RECEPTACLE EARTH GROUND TERMINAL.Test Current25A m

58、inimumOutput Voltage 2.5Vac minimumTrip Resistance Sensitivity 0.1ohm6.3 Input Current 輸入電流6.4 Leakage current泄漏電流6.5 Energy discharge test能量放電測試6.6 Transformer output characterization test變壓器輸出特性測試 a) open-circuit voltage, b) short-circuit current, and c) maximumVA output6.7 Reinforced insulation (加強絕緣)between primary and secondary circuits6.8 Temperature溫升測試六.電腦電源的Safety安規要求7.0 Labeling/Marking標籤/標識 The following