“電源(PSU)”其實(shí)是“電源供應(yīng)器(Power Supply Unit)”的簡(jiǎn)稱。而我們所經(jīng)常提到的“PC電源”,實(shí)際上也是一種簡(jiǎn)稱,如果嚴(yán)格上講,我們應(yīng)該將“PC電源”稱之為“應(yīng)用于PC主機(jī)上的開(kāi)關(guān)電源供應(yīng)器”,當(dāng)然這樣的稱呼實(shí)在是太麻煩了,因此在以下的段落中,我將使用其最簡(jiǎn)短的稱呼“電源”。
對(duì)于我們的電腦來(lái)說(shuō),電源是一個(gè)重要的組成部分,它是電腦的“心臟”,在源源不斷地為CPU、顯卡、硬盤(pán)……等其它硬件部分提供持久穩(wěn)定的電力支持,保障我們可以正常的使用電腦進(jìn)行各種各樣的工作。所以如果電源不能正常工作或者損壞,那么電腦中的其它硬件也會(huì)受到波及,并且很可能會(huì)由此而造成更嚴(yán)重的損失。
一顆良好的電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
因此,一般來(lái)說(shuō),我們應(yīng)該先購(gòu)買(mǎi)一顆良好的正品電源,然后在選擇其它的硬件配置。但是大多數(shù)人的做法卻恰恰相反,他們往往會(huì)先選擇好其它硬件,然后才回用最后那些為數(shù)不多的錢(qián),去購(gòu)買(mǎi)電源。
而如果你正是這些剛才所描述的狀況,那么我們還是真誠(chéng)的建議你先瀏覽一下這篇文章,因?yàn)檫@會(huì)對(duì)你在選擇電源產(chǎn)品上很有幫助,并且也可能會(huì)改變你對(duì)“電源”的態(tài)度,讓你知道“電源”在電腦中所扮演著何等的重要角色。
因此我們回分幾期文章,與大家一起了解一下這個(gè),我們最熟悉也是最陌生的朋友——電源。
好啦,那么我們先從電源的基本原理開(kāi)始。
電源結(jié)構(gòu)其實(shí)并不復(fù)雜
目前所有在電腦中所使用的電源,都可以稱為“開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換”,英文簡(jiǎn)稱“SPC”。而開(kāi)關(guān)電源的原理,實(shí)際上也比較簡(jiǎn)單,就是將國(guó)家電網(wǎng)中獲取的能量,將能量分成一個(gè)個(gè)高頻的小能量包,然后通過(guò)例如電容、電感等電器元件將其轉(zhuǎn)移,到最后所有的小能量包被集中融合到一起,使得被矯正過(guò)之后的能量得以平順的輸出。因此開(kāi)關(guān)電源,相對(duì)于其它電源形式來(lái)說(shuō),更小巧,更高效。
相比較于線性電源(Linear Power Supply)來(lái)說(shuō),開(kāi)關(guān)電源具有兩個(gè)主要的優(yōu)勢(shì),開(kāi)關(guān)電源采用與線性電源完全不同的設(shè)計(jì),因此電源的體積以及重量上減少了很多,并且電源的轉(zhuǎn)換效率可以很容易的超過(guò)90%。
普通開(kāi)關(guān)電源原理
不過(guò)另一方面,開(kāi)關(guān)電源也有個(gè)最明顯的缺陷,就是由于開(kāi)關(guān)電源本身的復(fù)雜性,會(huì)產(chǎn)生大量的電磁輻射,因此目前的開(kāi)關(guān)電源中都會(huì)配有EMI濾波器或則RFI屏蔽。
電源內(nèi)部是這樣劃分區(qū)域的
●EMI瞬態(tài)濾波器(EMI/Transient Filter):抑制電流進(jìn)入和輸入時(shí)的EMI/RFI ,起到電壓浪涌峰值保護(hù)的作用。
●整流橋(Bridge Rectifier):將輸入的AC交流電矯正為DC直流電。
●主動(dòng)PFC(APFC):控制輸入電源的電流,以便于是電流波形成為正比例的電源電壓波形。(使電壓和電流成線性正比例關(guān)系)
●主開(kāi)關(guān)(Main Switches):將直流電信號(hào)切斷成很小的高頻能量包。
●變壓器(Transformer):獨(dú)立在一次側(cè)和二次側(cè)之間,并且將高壓電降低到低壓電。
●二次側(cè)濾波整流(Output Rectifiers & Filters):對(duì)經(jīng)過(guò)降壓的直流電進(jìn)行濾波整流。
●保護(hù)電路(Protection Circuits):當(dāng)電源出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題時(shí),及時(shí)關(guān)閉電源。
●PWM控制器(PWM Controller):周期性調(diào)整主開(kāi)關(guān),以保持在所有負(fù)載下穩(wěn)定輸出電壓。
●隔振器(Isolator):阻斷從直流輸出和前往PWM控制的電壓反饋。
在電源電路變壓器之前的部分,通常被稱作“一次側(cè)”,而在變壓器后部面的部分則被成為“二次側(cè)”。簡(jiǎn)單的說(shuō),一次側(cè)主要負(fù)責(zé)高壓部分,二次側(cè)主要負(fù)責(zé)低壓部分。
為什么需要EMI電路?
電源在工作時(shí),開(kāi)關(guān)晶體管會(huì)產(chǎn)生大量的EMI和RFI,而這會(huì)嚴(yán)重的影響到屋內(nèi)其它電子設(shè)備的正常工作。所以我們?yōu)榱吮WC電源不受到,電網(wǎng)中的輸入噪聲和傳出電壓浪涌峰值的影響,我們需要在電源的這一個(gè)階段進(jìn)行一個(gè)雙向的保護(hù)措施。
市電電流進(jìn)入電源首先要經(jīng)過(guò)EMI濾波器的過(guò)濾
噪音(Noise),根據(jù)傳導(dǎo)模式可以分為兩種類(lèi)型:共模噪音(CMN)和差模噪音(DMN)。
共模、差模過(guò)濾一個(gè)都不能少
1.共模噪聲(CMN)是在使用交流電源的電氣設(shè)備的輸入端(輸電線和中線)都存在這種噪聲,兩者對(duì)地的相位保持同相。通過(guò)在電磁干擾濾波器中放置與每條輸電線串聯(lián)的電感,并在兩個(gè)輸電線和地之間使用Y電容進(jìn)行連接,來(lái)予以抑制。
2.差模噪聲(DMN)是來(lái)自電源火線而經(jīng)由中線返回的噪聲,存在于交流線路和中性導(dǎo)線中。
熱敏電阻
EMI濾波電路的位置在整流橋之前,因?yàn)檫@樣設(shè)計(jì)就可以在電流通過(guò)整流橋二極管之前對(duì)噪聲進(jìn)行過(guò)濾。在EMI濾波電流的組成部分中,必須要有兩個(gè)Y電容和兩個(gè)X電容,兩個(gè)電磁線圈,一個(gè)MOV(壓敏電阻)以及一個(gè)保險(xiǎn)絲,這些組成部分缺一不可。另外,這里需要簡(jiǎn)單介紹一下,MOV是的全名叫做“壓敏電阻器”,主要是在電網(wǎng)浪涌電壓峰值時(shí),對(duì)電源起到保護(hù)作用。
然而,在一些低端電源產(chǎn)品中,有些制造商會(huì)省略掉這個(gè)MOV,用來(lái)節(jié)省成本。如果你的電源里在EMI電路中,沒(méi)有MOV的話,那么最好連接一個(gè)帶有浪涌保護(hù)器的電源插座或者UPS電源,否則會(huì)對(duì)你的電源以及硬件系統(tǒng)造成很大的損害。
通常會(huì)放在EMI過(guò)濾電路的旁邊
一般在EMI濾波電路之后,會(huì)設(shè)有一個(gè)熱敏電阻NTC(全名:負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器,溫度越高時(shí)電阻值越低),通常會(huì)被用于在大電流進(jìn)入的時(shí)候,對(duì)電源內(nèi)部元件進(jìn)行保護(hù)。熱敏電阻有如其名,是一個(gè)通過(guò)溫度高低控制電阻阻值高低的電阻器。當(dāng)熱敏電阻溫度低的時(shí)候,電阻阻值通常在6-12歐姆左右,當(dāng)電源啟動(dòng)后,電阻器溫度升高,阻值大約為0.5-1歐姆左右。
對(duì)于高性能的電源,則會(huì)配有一個(gè)繼電器,在電源啟動(dòng)之后則會(huì)繞過(guò)熱敏電阻,減少電力的熱量損失,對(duì)于電源效率的提升起到一定的幫助。
評(píng)論
查看更多