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開關(guān)電源的基本原理及結(jié)構(gòu)分析

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1085次  |  2020年05月20日  

“電源(pSU)”其實(shí)是“電源供應(yīng)器(powerSupplyUnit)”的簡(jiǎn)稱。而經(jīng)常提到的“pC電源”,實(shí)際上也是一種簡(jiǎn)稱,假如嚴(yán)格上講,應(yīng)該將“pC電源”稱之為“應(yīng)用于pC主機(jī)上的開關(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,將使用其最簡(jiǎn)短的稱呼“電源”。


關(guān)于電腦來說,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……等其它硬件部分供應(yīng)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。所以假如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。


因此,一般來說,應(yīng)該先購(gòu)買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,往往會(huì)先選擇好其它硬件,然后才會(huì)用最后那些為數(shù)不多的錢去買電源。


而假如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,讓你了解“電源”在電腦中所扮演著何等的重要角色。


目前所有在電腦中所使用的電源,都可以稱為“開關(guān)電源轉(zhuǎn)換”,英文簡(jiǎn)稱“SpC”。而開關(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,使得被矯正過之后的能量得以平順的輸出。因此開關(guān)電源,相關(guān)于其它電源形式來說,更小巧,更高效。


相比較于線性電源(LinearpowerSupply)來說,開關(guān)電源具有兩個(gè)重要的優(yōu)勢(shì),開關(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90%。


不過另一方面,開關(guān)電源也有個(gè)最明顯的缺陷,就是由于開關(guān)電源本身的復(fù)雜性,會(huì)出現(xiàn)大量的電磁輻射,因此目前的開關(guān)電源中都會(huì)配有EMI濾波器或則RFI屏蔽。


●EMI瞬態(tài)濾波器(EMI/TransientFilter):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)的用途。


●整流橋(BridgeRectifier):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)


●主開關(guān)(MainSwitches):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(OutputRectifiers&Filters):對(duì)經(jīng)過降壓的直流電進(jìn)行濾波整流。


●保護(hù)電路(protectionCircuits):當(dāng)電源出現(xiàn)嚴(yán)重問題時(shí),及時(shí)關(guān)閉電源。


●pWM控制器(pWMController):周期性調(diào)整主開關(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,一次側(cè)重要負(fù)責(zé)高壓部分,二次側(cè)重要負(fù)責(zé)低壓部分。


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