电源的内部构造及功能详解

PC电源内部构造及功能详解及新式电源介绍,,,,,,

一、电源的作用:,,,,,,

电源的作用就是把市用高压交流电转为PC市用的低压直流电。目的是为了驱动机箱内部的各种PC设备，大致的转化过程为：高压市频交流输入→一、二级EMI滤波电路（滤→稳定的低压直流输出。波）→PFC电路→高压整流（整流）+大容量高压滤波电容（滤波）→高压直流→开关三极管→高频率的脉冲直流电→开关变压器（变压）→低压高频直流电→低压滤波电路（整流、滤波）,,,,,,

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二、电源的部件构成,,,,,,

"1、EMI滤波电路

作用：滤除外界电网中的高频杂波和干扰电流,同时也防止电源本身产生的电磁辐射干扰电网.以及防止泄漏到电源外部的电磁辐射不至于对人体和其它设备造成影响，其功能就是一个低通滤波器，将交流电中所含高频的噪声旁路或是导向接地线，只让60Hz左右的波型通过。

比方：如同厨师做菜前先洗菜一样，去掉菜里面的杂质。

组成：1、插座、零线（O）、火线（L）、地线、X（方形黄色）和Y（蓝橙或者黄色扁平状）电容、共态扼流圈电源中一般设计为二级EMI电路,一路设计在电源插座处,一路设计在电源主PCB板上,每级EMI包含一个X电容并搭配成对的Y电容,和一个电感线圈.X电容：称为跨接线路滤波电容，用来跨接火线(L)与中性线(N)间的电容，用途是消除来自电力线的低通常态噪声。Y电容：又称为线路旁通电容器，跨接于浮接地(FG)和火线(L)/中性线(N)之间，用来消除高通常态及共态噪声。共态扼流圈（交流电感）：共模态扼流圈在滤波电路中为串联在火线(L)与中性线(N)上，用来消除电力在线低通共态以及射频噪声。有些电源的输入端线路，会有缠绕在磁芯上的设计，也可以当作是简单的共态扼流圈。

通过实物看电路：说了这么多，到底这些电容和电感在电源中个对应哪些实物电路呢？打开电源，一起看看EMI滤波电路的实物，让大家有更加直观的感受。

优劣对比：1.电路要稳定、正常的工作，电容和电感的质量是很重要的，电容体积小就意味着电容的容量不会太大，所以一方面我们可以从电容大小上面去判断一个电源的优劣。

2.电感线圈缠绕密实与否，好地电源做工用料扎实、精细，更为细心的厂商比如我们航嘉还会在电容线圈之间裹上橡胶垫，以防止工作时相互干扰。

3.电路完整与否，很多劣质电源的EMI滤波电路，根本找不到电子元件，不要奇怪，很多“黑电源”根本就不具备完整的EMI电路，所以在本应该设计成EMI电路的PCB板上除了光秃秃的板子，什么都没有。

总结：完整的EMI滤波电路，一部分在电源与市电连接的入口处，另一部分则坐在PCB板上。目前PC电源的EMI检测是国家3C认证中的一个重要检测项目。优质电源会采用完整的EMI滤波电路；而劣质的电源通常在这部分偷工减料，最长见的做法是省掉一级滤波电路，更过分的甚至连二级也没有，消费者在购买电源产品时，最好选购那些正规厂商的产品，对分量不足的电源要格外小心。

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"2、PFC电路（PowerFactorCorrect)

作用：功率因数校正电路,功率因数越高,电能的利用率就越大.它是电源产品能通过国家强制性3C认证的必需条件.

PFC电路有2种方式:无源式(被动式PFC)和有源式(主动式PFC），抑制AC输入电流产生严重的波形畸变,防止电源对电网和其它电气设备造成严重谐波污染与干扰.提高电源对市电的利用率。

比方：吃饭

组成：1.无源PFC其实就是用一个笨重的电感直接串联在电路中；成本低，EMI性能也较差，功率因数一般只有70％左右。

2.有源PFC由IC,电感（线圈）,电容等器件组成

识别：主动：单电容、有PFC大线圈；被动：双电容，无PFC大线圈

优劣对比：1.被动PFC电路简单，成本低，可靠性高，在网吧与公司这样电脑集中使用的场合，效果非常好但是构造笨重，工作时常带有低频震动并引发低频噪音，功率因素只有70％，2.主动PFC成本高，体积小，重量轻，工作时也会有噪音但是是高频噪音，人耳听不到，功率因素高达98％以上。竞争力强。校正效果远优于发达国家谐波规范，即使未来规格更加严格也都能符合。

如何区分：1.看文字叙述：准确率90％以上，以为PFC是很有用的功能，厂商当然希望能够借此吸引消费者，所以由此功能的必定会用文字描述，所以有这些字眼的正规产品，一般都是有此功能的。同理，主动式PFC功率因素高，厂商更加没有理由不大书特书，所以基本上没说明为主动式功率校正产品的一般都是被动式的。2.看规格书准确率100％。若有功率因素校正功能，在其产品规格书中，应该可以看到功率因素（POWERFCATOR,PF）的值，高于90％的就是主动式的了。3.看电源外观。准确率50％。具有主动式功率因素校正的电源，是不会有电压切换开关的，，所以如果你看到有电压切换开关，就不会有PFC功能。

备注：现在电源厂家和媒体大肆宣传采用主动PFC的电源转换效率高,省电,其实有误导消费者之嫌.PFC功率因数表征的是电源对电网电能的利用率,和电源的转换效率是两码事,虽然PFC对电源转换效率有一定的影响,但是两者之间没有直接联系.电源内部拓扑结构设计的合理性和用料的档次才真正决定电源的转换效率。",,,,,,

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"3、高压整流和滤波电路

作用：将输入的交流电通过桥式整流管（整流桥）变为直流电，这样的直流电电压很不稳定，为了得到稳定的电压，需要对其进行滤波然后经过高压电容对其进行高压滤波，最后输出较为平滑的直流电。

组成：由一个桥式整流管（整流桥）和1到2个电容组成，或者说由4个二极管封装在一起再配上1到2个电容。

优劣对比：1.电容容量直接影响着电源的低压特性。因此一款好的电源里面的电容容量都是偏大的。最直观的就是电容的体积偏大。2.大家对我们国家用电情况应该也是是深有感触吧，一到用电高峰期的时候，电压往往都是偏低的，由标准220V可能会降到180V~190V，如果电源的低压特性做的不够好，会造成电脑频繁死机重启等各种原因。",,,,,,

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"4、待机辅助电路

市频220V交流电接通之后，待机辅助电路立即工作，输出+5VSB待机电压。辅助电路可以看作是一个独立的开关电路。

作用：为主板提供+5VSB待机电压，为主控IC提供+12V工作电压。

组成：辅助电源开关管，辅助变压器，稳压管，光耦，脉宽调制三级管。",,,,,,

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"5、开关电路

作用:通过高频脉冲信号控制开关管的导通和截止，使主变压器上感应出脉冲电压，从次级输出低频脉冲直流电。

组成:主电源开关管，主变压器，PWM脉冲控制IC，驱动管，驱动变压器，稳压控制电路。

识别：位于两个散热片中间，最显眼的标志就是最大的主变压器。不知道大家还记得高中物理课上听过的电学知识么？一个变压器转换的能量是与它线圈的匝数成正比的，匝数越多，变压器转换的能量越多，转换出来的电压也越稳定，电源整体质量也越好，，显而易见，较多的匝数就意味着较好的电源质量，也就意味着较高的制作成本，因此，一个好的电源，一定是一个分量十足的电源。",,,,,,

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"6、低压整流和滤波电路

作用:将低频高压直流转变为的低压直流电，并且滤除其中的高频交流杂波部分，得到稳定的低压直流电组成:整流管（+12部分用快恢复管，+5V，+3.3V用肖特基管），滤波电容",,,,,,

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"7、控制/保护电路

在电源的高压输入端和低压输出端都设计了保护电路。

高压输入端：1）过压保护：通过设置一个耐压值为270V的压敏电阻，当输入电压超过允许范围。电阻会烧毁。2）过流保护：当输入电流超过保险管（丝）的额定电流时，保险丝熔断，切断交流电，起到保护作用。（压敏电阻、保险丝）

低压输出端：3）过压保护：IC检测到输出电压偏离基准电压较大时，稳压管对电压进行调整。4）过流保护：通过导线反馈，驱动变压器做相应动作，关闭电源的输出。5）过载保护：同样是驱动变压器做相应动作，关闭电源的输出。6）短路保护：IC检测到电流的变化，通过驱动变压器控制开关管，关闭电源的输出。7）过热保护：利用温度探头检测电源内部温度，智能调节风扇的转速。

控制/保护电路是个很奇妙的装置，就跟保险一样，就算没有它，整个电源依旧也可以正常的工作，不过也就仅限于基本的工作了。这个部分就好比电源的大脑一样，它负责启动电源并进行电压检测和及时调整。当电路供电不稳定出现不正常情况的时候，控制电路都会进行调整以保护电源本身。如果使用了一款劣质电源，其中基本上是没有保护电路的，那么在一些特殊情况下比如暴雨雷击，或者平常夏天开空调的时候，等待电脑的将是不断重启与数据丢失的命运！如同汽车里面的安全保护措施一样，平常好车跟差车差距其实不大，但是一到出事的时候，好车就是能救你一命，而差车~~~",,,,,,

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"8、电源拓扑结构识别和对比

拓扑结构，类似于CPU、主板的布局结构规划一样。

目前市面上有哪些组合？

PFC电路、开关电路、低压转换电路是相对独立的电路，可以任意组合搭配

不常见的组合：

1.被动PFC、双管正激、单磁大：康舒IP430/IP480

2.主动PFC、双管正激、DC-DC：安钛克TPN-550/620

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被动PFC+半桥+单磁放的组合,,,,,,主动PFC+双管正激+单磁放的组合

"识别：

双电容、无PFC大线圈

三个变压器并列

两个储能线圈",,,,,,"识别：

单电容、有PFC大线圈

2个变压器并列，还有一个在前端

两个储能线圈"

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半桥结构、谐振半桥对比和识别？,,,,,,

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