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从零开始,带你认识电源内部的元器件

2018-05-29
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电源不像处理器,可以看规格知性能;电源也不像显卡,由一颗关键的GPU来决定档次。一款好的电源除了满足功率需求以外,还必须考量稳定、节能、静音、安全等多方面的因素。在没有专业设备进行检测的情况下,我们只有了解一些电源的基本原理和元器件知识,才能做到对电源“一目了然”。


抓住关键,不再眼晕


从外面看起来,电源的个头也就比一块“板砖”大一点,但它“肚子”里装的东西可着实不少。拆开外壳,我们能看到数以百计的、各式各样的电子元器件和复杂交错的线缆,不免让人眼晕。俗话说“擒贼先擒王”,在观察电源时,我们也应该着重留意以下几个部分。


某电源的内部结构图,序号1~6分别标识出了大家应该着重观察的部分。


1、一、二级EMI滤波电路。这部分的作用是将外部电网进入的市电进行过滤,得到比较纯净的交流电供后续使用。


2、PFC电路。它的作用是在交流电转换成直流电的过程中减少谐波,降低对室内电网和市电电网的干扰,减少市电损耗。


3、高压滤波电容。它的作用是净化高压直流电,为后续的高低压转换提供相对“纯净”的电流。


4、电源拓扑。拓扑就是指电源的整体结构,它直接影响到电源的转换效率。


5、低压滤波电路的电感线圈。其作用是稳定输出端的电压和电流,与电脑硬件系统的稳定使用有直接的关系。


6、散热片。在变压器和开关电路进行电压转换时,会产生大量的热量,因此需要散热片迅速转移热量。


二级EMI滤波电路


国家3C认证强制要求上市的电源必须通过EMI防电磁辐射认证,因此合格的电源都应该具有EMI滤波电路。


一级EMI滤波电路位于电源接口处,做工更好的电路还具有独立PCB板和电感线圈。


二级


二级EMI滤波电路通常在电源的主PCB板上,由电感线圈和电容等元器件组成。

某劣质电源上的二级EMI滤波电路唱了“空城计”


不过低端电源往往只有一级EMI滤波电路,稍好一点的电源都应该具有完整的一、二级EMI滤波电路。


PFC电路


PFC电路分为被动式和主动式两种,现在大部分电源都是采用的主动式PFC。

被动式PFC均采用这种“大个头”的电感


主动式PFC的电感线圈往往位于高压滤波电容的前方


被动式PFC的功率因数普遍在0.7左右,主动式PFC的功率因数则高达0.9以上,明显优于被动式PFC。两者的分辨也相当容易。


高压滤波电容


哪些是高压滤波电容?很简单,电源里面最高、最大的电容即是(1~2颗)。比较电容时,原则上只能与同类型的电源相比,因为在相同功率下,被动式PFC电源所需的电容容量比主动式要大。在同级比较时,我们可以看到高压滤波电容的容量、耐压值和耐温值,理论上这三项数值越大越好。


电源采用主动式PFC,因此使用容量为330μF的高压滤波电容就能满足需求。该电容的耐压值为400V,耐温值为85℃。


电源拓扑


简单说来,在前几年电源的拓扑可分为半桥式和正激式两种,现在基本以正激式为主。半桥式是传统的电源结构,通常转换效率不高;而正激式结构转换效率容易做到80%以上。

传统的半桥式拓扑

正激式拓扑有助于提高转换效率


在进行分辨时,我们不妨采用排除法:在半桥式电源的中央,必定有三个变压器,并且一大两小,排成一条直线;如果你的电源不是这种结构,那么恭喜你,这多半是正激式电源。


低压虑波电路的电感线圈


在低压滤波电路部分,我们主要看电感线圈的大小、匝数和颜色。自然是线圈越大、匝数越多越好;至于颜色,理论上从优到劣分别为灰色、黑色、浅绿色和黄色,电感越好损耗越小。

低压滤波电路部分主要看电感线圈


散热片


散热片的作用不需多说,发热量较大的开关管和肖特基管都常常安装在散热片上。目前市售电源普遍采用铝质散热片,通常越厚越好;同时为了在有限的空间内扩大散热面积,大部分散热片都开有鳍片,理论上鳍片越多越好。


本文章转载自:电子工程专辑


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