电源基础知识(电源的基本参数)

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电源设计基础知识

电源设计基础知识
电源设计是指设计能够提供稳定、可靠、安全和高质量的电力输出的电源系统。

在设
计电源时需要考虑到电源的输入和输出特性、电源的稳定性和效率、电源的保护和管理功
能以及系统的可靠性和安全性等因素。

电源的输入特性包括输入电压和电流的范围、波形和稳定性以及电源的抗干扰能力等。

在设计过程中需考虑到供电环境的变化，如电源的输入电压、温度和湿度等因素，以确保
电源的正常运行。

电源的稳定性和效率是电源设计的重点。

电源的稳定性指电源的输出电压和电流在不
同负载和环境情况下的稳定性。

电源的效率则是指电源所消耗的输入功率和输出功率的比值。

为提高电源效率，设计电路中需要考虑到损耗降低、功率因数校正和降低电源中的损
耗等。

电源的保护和管理功能也是设计电源不可忽视的部分。

电源保护功能主要包括过流过
压保护、过温保护、短路保护等。

电源管理功能则包括电源开关控制、电源调节控制、电
源监测和反馈控制等，以便维护电源的正常运行和保护负载设备。

除此之外，设计电源时还需要考虑到系统的可靠性和安全性。

电源设计应该考虑到电
源模块各部分元件的可靠性、传热和散热问题，以确保电源长期稳定运行。

同时，电源的
设计应该符合电源相关安全标准，以确保电源的安全运行。

电源的基础知识

②、线性稳定电源线性稳定电源有一个共同的特点就是它的功率器件调整管工作在线性区，靠调整管之间的电压降来稳定输出。
由于调整管静态损耗大，需要安装一个很大的散热器给它散热。而且由于变压器工作在工频（50Hz)上,所以重量较大。
该类电源优点是稳定性高，纹波小，可靠性高，易做成多路，输出连续可调的成品。缺点是体积大、较笨重、效率相对较低。这类稳定电源又有很多种，从输出性质可分为稳压电源和稳流电源及集稳压、稳流于一身的稳压稳流（双稳）电源。从输出值来看可分定点输出电源、波段开关调整式和电位器连续可调式几种。从输出指示上可分指针指示型和数字显示式型等等。
⑴、普通电源（AC/DC）：输入非稳定的工频交流电，输出为较低电压的稳定直流电。 ⑵、直流变换器（DC/DC）：输入非稳定的直流电，输出为稳定的更高电压，或者更低电压的直流电。 ⑶、交流逆变器（DC/AC）：输入非稳定的直流电，输出稳定的 220V 工频交流电。此类电源常用在交通工具上，用来使蓄电池对常规电器设备（电视、录象机等）供电。 ⑷、交流稳压器（AC/AC）：输入非稳定的 220V 工频交流电，输出稳定 220V 工频交流电。 ⑸、组合电源：以上类型电源的组合。比如应急电源 UPS 就是 AC/DC 电源与 DC/AC 电源的组合。 4、按电源主回路的联接方式分类：无论是什么类型的电源，都是通过某种方式对输出端的电压或者电流进行特定的操作。比如 DC/DC 是对输出电压的幅度进行调整，其实稳压的过程实质也是调整输出电压值，通过电压反馈的方式调整输出电压，使其稳定在某一个数值上。而“调整”最终都需要由调整器件来完成。电源主回路的联接关系，实际上就是：输入端、调整器件、负载（输出端）三者的联接关系。 ⑴、串联式电源：主要特征是调整器件与负载为串联联接，如下图所示。其中，三极管 VT 为调整器件，RL 为负载。 ⑵、并联式电源：主要特征是调整器件与负载为并联联接，如下图所示。其中，三极管 VT 为调整器件，RL 为负载，R 为限流电阻。

DCDC电源基础必学知识点

DCDC电源基础必学知识点1. DCDC电源的原理：DCDC电源是一种将一个直流电源转换为另一个直流电源的电子电源。

它通过电子元件（如电感、电容和开关管等）控制电源输入电压的幅值和波形，从而实现电源输出电压的稳压、降压或升压。

2. DCDC电源的分类：根据输入输出电压的关系，DCDC电源可以分为升压电源、降压电源和升降压电源三类；根据转换方式，可以分为线性式DCDC电源和开关式DCDC电源两类。

3. DCDC电源的主要应用领域：DCDC电源广泛应用于电子产品、通信设备、工业自动化、汽车电子、航空航天等领域，用于提供稳定的直流电压给各种电子设备。

4. DCDC电源的工作原理：无论是线性式还是开关式DCDC电源，其基本工作原理都是通过控制开关元件（如开关管）的开关状态和频率，改变电源输入电压的幅值和波形，从而实现稳压和升降压。

5. DCDC电源的关键参数：DCDC电源的关键参数包括输入电压范围、输出电压范围、输出电流、效率、稳定性、噪声等。

6. DCDC电源的设计考虑因素：DCDC电源设计需要考虑输入电压波动、输出电流波动、电磁干扰、热管理、尺寸和成本等因素，并通过合理的电路设计和元器件选择来满足设备对电源的稳定性和可靠性要求。

7. DCDC电源的保护机制：为了保护DCDC电源和负载设备，常见的保护机制包括过压保护、过流保护、过热保护、短路保护等。

8. DCDC电源的故障排除方法：遇到DCDC电源故障时，可以通过检查输入和输出端电压、检查元器件接触和损坏、检查电路连接和布局等方法来排除故障。

9. DCDC电源的发展趋势：随着科技的不断进步和需求的不断变化，DCDC电源正朝着小型化、高效率、高可靠性、多功能等方向发展。

未来可能出现新的DCDC电源技术和应用。

10. DCDC电源的设计和应用需要结合具体的需求，包括输入输出电压范围、功率需求、环境条件等，以确保设计的电源满足设备的要求。

电源基础知识

电源基础知识
电源的主要功能是将哪种形式的能量转换为电能？
A. 化学能
B. 热能
C. 机械能
D. 其他形式的能量（如光能、声能等，但非主要）
在电路中，电源的作用类似于什么？
A. 水泵在供水系统中的作用
B. 电阻器限制电流的作用
C. 电容器储存电荷的作用
D. 开关控制电路的通断作用
直流电源（DC）与交流电源（AC）的主要区别是什么？
A. 直流电源提供的电压方向不变，而交流电源提供的电压方向周期性变化
B. 直流电源提供的电流大小不变，而交流电源提供的电流大小周期性变化
C. 直流电源适用于所有电子设备，而交流电源只适用于部分设备
D. 交流电源比直流电源更安全
下列哪项不是电源的常见类型？
A. 线性电源
B. 开关电源
C. 变压器（直接作为电源类型）
D. 电池
电源的效率是指什么？
A. 电源输出功率与输入功率之比
B. 电源输出电压与输入电压之比
C. 电源输出电流与输入电流之比
D. 电源的工作时间与总时间之比
在选择电源时，下列哪项参数通常不是主要考虑因素？
A. 输出电压和电流
B. 电源的效率
C. 电源的重量和体积（除非特定应用）
D. 电源的制造日期
电源的纹波和噪声主要影响电路的哪个方面？
A. 稳定性
B. 安全性
C. 功耗
D. 电磁兼容性（EMC）
下列关于电源保护的说法中，哪项是不正确的？
A. 过流保护可以防止电源因输出电流过大而损坏
B. 过压保护可以防止电源因输出电压过高而损坏
C. 短路保护可以防止电源因输出端短路而损坏
D. 所有电源都内置了完善的保护功能，无需外部保护电路。

电源线标准重要基础知识

欧式电源线
欧洲多国认证:以色列SII、英国BSI、澳大利亚SAA、德国VDE/GS、法国 NF、荷兰KEMA、丹麦DMKO、瑞士SEMKO、奥地利OVE、芬兰FI、比利时CEBEC
• H03VV-F 3G0.5-0.75 H05VV-F 3G0.75-1.5 H03RT-F 3G0.75-1.0 H05RR-F 3G0.75-1.5 H05RN-F 3G0.75-1.5 H07RN-F 3G1.0-1.5
电源线标准重要基础知识
术语
一．功率的定义：功率是指物体在单位时间内所做的功，即功率是表示做功快慢的物理量。求功率的公式为
P=W/t P表示功率，单位是“瓦特”，简称 “瓦”，符号是“w”
W表示功，单位是“焦耳”，简称“焦”，符号是“J”
t表示时间，单位是“秒”，符号是“s”
Ｐ＝ＵＩ＝Ｕ２／Ｒ
F表示軟線細線,H表示軟線極細線
表示扁平不分离的线, 表示扁平分离的线
表示护套层是表示绝缘层是线表示耐压 300/300 表示协调认证线表示国家认可电线
03-300/300V 05-300/500V 07-450/750V
线 V - PVC (聚氯乙烯) R - natural or synthetic rubber (天然橡胶或人造橡胶) N - neoprene rubber (氯丁橡胶 ) J - fibre optic network (光纤维编织 ) T - Textile braiding (棉纱编织 ) Q - Polyurethane (聚亚胺脂 )
2类电器,双重绝缘的标志是”回”形标志印刷尺寸需≥５ＭＭ
2a a
2a a
世界电压的分类

电脑电源基本知识

电脑电源基本知识电脑电源是把220V交流电，转换成直流电，并专门为电脑配件配件如主板、驱动器、显卡等供电的设备，是电脑各部件供电的枢纽，是电脑的重要组成部分。

目前PC电源大都是开关型电源。

电源组成简单来讲：一个计算机电源主要由如下7部分组成。

电磁滤波器（EMI电路部分）。

Electromagnetic Interference电磁干扰一个电源通常包含不止一个电磁滤波器，第一个位于市电接入电源的位置，我们可以在一个电源的220V市电接口背后发现它。

其电路主要作用是滤除外界的突发脉冲和高频干扰，另一方面也会减少开关电源本身对外界的电磁干扰。

它的结构虽然简单，大都由X电容、Y 电容和变压器型电感组成，但却是电源中的重要设备，如果在这上面偷工减料的话，电源的屏蔽性能将大打折扣。

如果我们拿优质名牌电源和普通杂牌电源比较的话，你会发现大部分杂牌电源都缺少EMI电路，电源直接从市电引入PCB。

而这一点也就成为区分电源质量优秀与否的核心之一了。

此外，很多品牌优质电源为保证输入到整流电路中的电流的纯净，还都设计了第二道滤波电路。

此滤波电路同样也是由X电容、Y电容和变压器型电感组成，位置位于PCB上，靠近第一道EMI电路附近。

电源的保护器压敏电阻：压敏电阻是每个电源必不可少的元件，散布在PCB上，其作用是对电源提供保护。

它的原理基本和我们家里的保险丝类似，使用自我熔断方式切断电流。

整流滤波电路稍微学过一点电子电路的人都知道：交流转（脉冲）直流必须经过一个整流滤波电路。

最常见的就是由四个二极管和两个滤波电容组成的桥式滤波电路。

计算机电源通常都采用这种方式整流。

根据封装模式不同，计算机电源中常见的整流滤波电路常见的有两种：一种是独立四个二极管组成，另外一种将四个二极管封装在一起，称为“全桥”。

无论全桥还是独立二极管，所能承受的最低耐压和最大电流都是有限制的：耐压应不低于700V，最大电流应不小于1A。

开关变压器和开关三极管变压器我们最熟悉了，对，就是小时候我们拆的那种用漆包线缠绕起来的大铁疙瘩。

DCDC电源基础知识

• 当开关闭合时，输入电压加在电感上，此时电感由电压（Vi）励磁，电感增加的磁通为：（Vi）*Ton。
DC-DC电源分类及工作原理
（2）开关断开
• 当开关处于断开状态时，通过电感的电流为：
IL of f 0 (1 D )T(V i L V o )d t (V i V o ) L 1 (D )T
关键器件选择
4.1 输出电感 · 作用
能够将电能转化为磁能而存储起来。由于电感电流不可突变从而维持整个开关周期电流的持续输出。
电感Q值：也叫电感的品质因素，是衡量电感器件的主要参数。是指电感器在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。电感器的Q值越高，其损耗越小，效率越高。Q值过大，引起电感烧毁，电容击穿，电路振荡。
DC-DC电源分类及工作原理
1.2 Boost converter（升压型)
升压电感
滤波电容
升压变换器原理图
• Vo=Vin/(1-D) • D<1，Vo>Vin
DC-DC电源分类及工作原理
（1）开关连接
• 当开关处于连接状态时，通过电感的电流为：
1 DT DT
ILonL0 Vid t LVi
• 饱和电流
（∆IL取负载电流的30%左右）
电感饱和电流一般为电感峰值电流的1.25~1.5倍,如果小于电路的峰值电
流,那么电感量就会变小，达不到滤波效果。
IPEA IK OU TIL/2
关键器件选择
4.2 分压电阻
• 作用输出电压通过R1和R2组成分压网络反馈给控制电路，控制PWM占空比，从而控制开关管的导通和截止，达到稳定输出电压的目的。所以分压电阻很重要的作用是设置Buck电路的输出电压值。计算公式如下：

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四、电源的基本参数1电压2输入电压就是市电电压。

国内电压是220V，但电网电压并不是时刻稳定在220V，而是有一定的波动。

第15 页部分电源可以承受电压的缓慢下降，甚至电压缓降到180V 以下时，也可以正常工作，但此时电源的负载能力也将下降，难以达到额定功率的输出。

采用了主动PFC 电路的电源，适应电压可以扩大到90~264V，在此区间均可正常使用。

需要指出的是，不是所有主动PFC 电源，都是宽电压设计。

4.1.2 输出电压就是电源输出给电脑使用的直流电压。

ATX 电源输出的直流电压有+5V、+12V、-12V 、+5VSB、+3.3V。

同样，电源所输出的直流电压也会有一定的波动。

要求电源在空载、轻载、典型负载与满载状态下，各路输出电压均在允许范围内。

当超过此范围，电脑运行就有可能出现问题。

检测电源的输出电压需要使用万用表等设备，软件检测的结果往往并不精确。

电源输出电压的稳定性，是电源的一个重要指标，但绝不是判断一款电源优劣的唯一指标。

电源性能指标非常繁多，电压的稳定性只是其中一项。

只要电源输出在合理的范围内，对电脑配件都不会造成负面影响，这时电压的波动范围在1%和5%的意义是一样的，过分地关注波动的大小是不必要的。

相对来说，电压偏高比电压偏低更具有危险性，电压偏低至多引起电脑工作的不正常，而电压偏高则可能烧毁硬件。

一些媒体做评测时，喜欢把电压的稳定度提到十分重要的程度，我们不反对，但作为用户，要避免陷入“唯电压论”的误区。

4.2 电流输入端的交流电流并不是个重要的参数，这里主要谈一下输出端的直流电流。

先荡开一笔。

输入端的插线板和电源线是容易被忽视的配件，在选择这两个配件时，一定要注意电线的粗细。

功率越高的电源，原则上搭配使用的插线板和电源线的电线需要越粗，因为交流端输入的电流越大。

此外，插线板必须是要求带地线的，一些插线板的地线可能是假的，起不到接地作用，使用无地线的产品，机箱上的静电无法导走，会引起一些问题。

电源标贴上标注有各路电压的最大直流电流。

请注意，是“最大”电流。

电脑所需求的功率不是一个恒定的值，而是随运行的程序而变化，当运行大型程序时，需要的电流就大，电源输出的功率就越高。

ATX 电源由于设计的原因，导致每一路输出的电流值不能同时达到最大值，当+5V 输出达到最大时，+12V 就不能达到最大。

最大电流值，一般遵循INTEL 所制定的标准，但工厂也可以根据市场状况灵活调整。

在INTEL12V 2.0 以上规范中，还定义了“峰值电流”的大小。

峰值电流一般要高出最大电流1~2A。

1功率功率是电源的一个重要指标。

2额定功率电脑电源的额定功率并没有一个权威的定义，一般我们是这么进行阐述的：“环境温度为-5~55 度时，电源长时间稳定输出的功率”。

有几个重要的词汇要解释一下。

环境温度：电源内部的电子元件，有一定的正常工作温度，当超过其工作温度时，电性能就会发生变化，导致电源不能正常工作。

我们曾经遇到过电源在东北的冬天不能正常使用的案例。

长时间：不是一个小时，也不是一天，而是成千上万个小时。

稳定输出：当电源以额定功率输出时，其他的各项指标，必须在设计标准之内。

电源的额定功率是多少，硬件上取决于所使用的元器件的规格，软件上则取决于电路的设计。

对于比较了解电源的人来说，看几个主要的元件规格，就知道电源的大致功率。

4.3.2 最大功率最大功率通常指电源在极短时间内能输出的功率。

这个时间，往往用秒来计算，因此，没有太大的使用价值。

一些台湾厂的“最大功率”等同于“额定功率”。

最大功率要高出额定功率许多，因此，许多工厂会模糊额定功率，向消费者宣称最大功率，这是不负责任的行为，也是不正当竞争的行为。

4.3.3 OPP 功率OPP 功率并不是一种功率，而是一个值。

它指的是电源的“过功率保护点”。

第17 页电源可以超负荷地工作，正如人可以超负荷工作一样，但电源的超负荷输出也需要控制在一定范围内，否则，会导致电脑配件以及电源自身的毁坏。

工厂往往设定电源在输出到额定功率的1.3 到1.6 倍之间时，必须关断输出，以免引起故障，电源关断时的功率值，就是OPP 功率。

比如，一款额定200W 的电源，其OPP 一般设定在260W~320W 之间。

一些工厂喜欢把OPP 设定到很高的值，甚至不做OPP，以制造一种负载能力强的假象。

4.3.4 待机功率电脑关机，如果不关闭插线板电源，则电源仍然有+5VSB 电压存在，且主板上有微弱的电流，此时，电源会有功率的消耗。

此时的功率消耗为待机功率。

待机功率的存在是因为+5VSB的存在。

除非彻底关闭插线板开关，否则电源仍然保持有+5V 的电压加在主板上。

因为关机状态下电源有输出，因此，电源会有轻微的发热。

待机功率的高低，与电源的设计和主板上的电流有关。

具有节能芯片的电源，待机功率往往比较低，当主板上的电流在0.1A 时，待机功率可以做到1W 以下，而非节能电源，普遍达到5W 以上。

4.3.5 如何判断电源的额定功率目前市面上大量存在的电源版本有V1.3、V2.0 和V2.2，此外，V2.3 的也开始出现。

由于ATX 电源的设计特点，其功率计算不能像AT 电源那样进行累积。

上图是INTEL 对一款450W 电源进行的功率定义图谱，对于这个图谱，我们暂时不做说明。

对于V1.3 的电源，判断功率的方法比较简单，就是：额定功率=（+5V 最大电流+4）*10 对于V2.0 以上版本，基本上没有很好的方法判断，我们总结了INTEL 对于各个版本的额定功率的电流定义，给大家参考一下：功率版本5V 12V1 （最大/ 峰值）12V2 （最大/峰值）3.3V5VSB （最大/峰值）180W V2.3 14.0 10.0(13.0) 13.0 2.0(2.5) 220WV1.3 18.0 14.0(16.0) / 14.0 2.0(2.5)V2.3 14.0 14.0(16.0) / 13.0 2.0(2.5)V1.3 21.0 17.0(19.0) / 20.0 2.0(2.5) 250W V2.0 18.0 8.0(10.0) 14.0 17.0 2.0(2.5) V2.2 12.0 8.0(9.0) 13.0(16.5) 14.0 2.5(3.5) 270W V2.3 15.0 17.0(18.0) 19.0 2.0(2.5) V1.3 26.0 18.0(19.5) 27.0 2.0(2.5) 300WV2.0 20.0 8.0(10.0) 14.0 20.0 2.0(2.5)V2.2 12.0 8.0(9.0) 13.0(16.5) 18.0 2.5(3.5)V2.3 15.0 11.0(13.0) 8.0(13.0) 21.0 2.0(2.5)V2.0 21.0 10.0(12.0) 15.0 22.0 2.0(2.5) 350W V2.2 12.0 10.0( 11.0) 13.0(16.5) 20.0 2.5(3.5) V2.3 15.0 11.0(15.0) 14.0(18.0) 21.0 2.5(3.5)V2.0 28.0 14.0(16.0) 15.0 30.0 2.0(2.5) 400W V2.2 14.0 14.0(15.0) 13.0(16.5) 20.0 2.5(3.5) V2.3 15.0 17.0 14.0(18.0) 24.0 2.5(3.5)450W V2.2 15.0 14.0(15.0) 16.0(19.0) 22.0 2.5(3.5) V2.3 15.0 17.0 16.0(19.0) 24.0 2.5(3.5)ATX12V 2.0 与2.2 的版本，我们可以根据+12V1 的电流大致判断一下。

+12V1 电流大致功率+12V1=8A 250W~300W+12V1=10A 350W+12V1=14A 400W4.4 转换效率转换效率是节能电源的一个重要指标。

电源是一个把交流电转换成直流电的设备，在转换的过程中，电源自身也存在能量消耗。

我们希望电源自身的能量消耗尽可能小。

电源自身损耗，输入端功率P1 如风扇转动、元其他配件消耗功率P3件发热等P2P1=P2+P3 转换效率=P3/P1 * 100%= 1 *100% P2/P3 + 1 对于一台电脑来说，P3往往比较确定，因此，电源自身的消耗P2越小，其转换效率就越高。

输入端的功率P1 决定了我们交纳的电费的多少，转换效率越高，P1 越小，电费就越低。

4.5 功率因素PFC 是电脑电源中的一个非常重要的参数，中文是功率因数校正，或者叫功率因数调整，简称为PFC，功率因数为PF，为实际功率与视在功率的比值，即：功率因素= 实际功率/视在功率。

功率因数表征着电脑电源输出有功功率的能力。

功率是能量的传输率的度量，在直流电路中它是电压V 和电流A 和乘积。

在交流系统里则要复杂些：即有部分交流电流在负载里循环不传输电能，它称为电抗电流或谐波电流，它使视在功率( 电压乘电流)大于实际功率。

视在功率和实际功率的不等引出了功率因素，功率因素等于实际功率与视在功率的比值。

只有电加热器和灯泡等线性负载的功率因素为1，许多设备的实际功率与视在功率的差值很小，可以忽略不计，而像容性设备如电脑的这种差值则很大。

功率因数的高低，不影响用户电费的多少，但对国家节能具有重要意义。

影响功率因数高低的重要电路是PFC 电路，在后续章节中，我们会做详细介绍。

4.6 噪音噪音这个参数，在前面介绍静音电源时有所提及。

人的耳朵可分辨的噪音，最低大约在20 分贝上下。

噪音除了强度大小外，还有频率高低。

每个人对频率的敏感度不一样。

浸漆处理不好的主变压器，工作时会有微弱的“滋滋”高频噪音，尽管强度很低，但对于高频敏感的人会听得到。

两三年前，DIY 市场出现过一种现象：浏览网页时，鼠标上下拉动网页，电源会发出的“滋滋”高频噪音，各个品牌上均有出现。

轻微的高频噪音不必在意，但此噪音过于明显，则可视为品质不良。

4.7 纹波与杂讯PC 电源实际上就是一个交流变直流的变压器。

但事实上输出看似纯净的直流其实还夹杂了不少的周期性以及随机性交流信号。