非常详细的说明电脑电源每个元器件

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台式机电源内部元件说明

台式机电源内部元件说明

往在采购计算机配件时,电源是最容易被忽视的组件之一,不过其各路电压输出规格、电压稳定性、发生异常时的保护性却有相当重要的地位,因为主机内所有配件的所需电力均需由电源供应器供应,同时随着各硬件于不同状态下的耗电量去调节输出负载,又要兼顾长时间操作及全载输出的稳定性,而电源发生故障时或是负载产生异常,保护系统须立即介入,以避免过电压/电流造成装置损坏;对于全球能源吃紧,新款电源供应器除了上述特性外,也开始讲求提高转换效率,例如80PLUS 就是代表电源供应器通过高效率认证的标章之一。

常见的计算机用电源的功能是将输入的交流市电(AC110V/220V),经过隔离型交换式降压电路转换出各硬件所需的各种低压直流电:3.3V、5V、12V、-12V及提供计算机关闭时待命用的5V Standby(5VSB)。

所以电源内部同时具备了耐高压、大功率的组件以及处理低电压及控制信号的小功率组件。

电源转换流程为交流输入→EMI滤波电路→整流电路→功率因数修正电路(主动或是被动PFC)→功率级一次侧(高压侧)开关电路转换成脉流→主要变压器→功率级二次侧(低压侧)整流电路→电压调整电路(例如磁性放大电路或是DC-DC转换电路)→滤波(平滑输出纹波,由电感及电容组成)电路→电源管理电路监控输出。

以下从交流输入端EMI滤波电路常见的组件开始介绍。

■交流电输入插座此为交流电从外部输入电源的第一道关卡,为了阻隔来自电力在线干扰,以及避免电源运作所产生的交换噪声经电力线往外散布干扰其它用电装置,都会于交流输入端安装一至二阶的EMI(电磁干扰)Filter(滤波器),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。

上面照片中,中央为一体式EMI滤波器电源插座,滤波电路整个包于铁壳中,能更有效避免噪声外泄;右方的则是以小片电路板制作EMI滤波电路,通常使用于无足够深度安装一体式EMI滤波器的电源供应器,少了铁皮外壳多少会有噪声泄漏情形;而左边的插座上只加上Cx与Cy电容(稍后会介绍),使用这类设计的电源,其EMI 滤波电路通常需要做在主电路板上,若是主电路板上的EMI电路区空空如也,就代表该区组件被省略掉了。

电脑机箱电源各零部件全解

电脑机箱电源各零部件全解

电脑电源各零部件全解[1.前言]数周前,笔者的一位挚友前来询问购机问题。

他的要求很简单:无非就是平时我们常见的用什么牌子的货便宜,哪款产品性能好,跑游戏顺畅等等。

在进行了诸如,上网查价格,写配置单之类的例行公事后,朋友看着报价单皱起了眉头。

随问道:“这是什么东西?比音箱都贵了?”我接单子一看,原来朋友所指的是一款电源。

的确,我当时给他配置的电源规格略微高了一点,不过也正是考虑到他电脑的频繁升级而事先有所预留。

同时,笔者早年配置的老爷机,也正是因为使用了一款劣质电源,而导致报废两块主板(一块电容爆浆,另一块烧了USB 和供电接口)的惨剧。

这种扼腕的经历更是让我对山寨电源恨之入骨。

“爆浆”的不只是牛丸,还可以是电容小的时候,在计算机课上,老师总是照着普及教材上一板一眼的念道“CPU是电脑的核心”;大学了,选了这门专业,副教授又总是振振有词的告诉我们“计算机最重要的就是数据硬盘”;等到毕业了,计算机的神秘感再也不能感染我之时,作为一台工具,我要求的是它绝对稳定的运行。

如果隔三差五的烧主板,坏硬盘,那工作基本就是个不可能完成的任务了。

因此,计算机的“青春”(使用寿命)靠的就是电源,而我的“青春”(工作时间与效率)更是靠这个小铁皮盒子。

在一番劝说下,朋友也听从了笔者的意见,打算使用品质较好的电源以图个省心。

尽管此事告一段落,不过这次经历也小小的刺激了笔者的神经。

如果把CPU比作处理海量数据的大脑的话,那电源无疑就是源源不断为整个身体输送养料的心脏了。

可是,正是这颗时时刻刻供给整个系统电力的重要器官,却常常不受大家攒机之时的重视。

甚至在某些著名的PC游戏论坛中,出现过不少打算组双显卡交火的配置单帖子,其中却使用着功率不足的电源。

于是,写一篇计算机电源的科普小文章的想法便油然而生了。

希望这不但能帮助笔者的朋友更好的选购一款合适自己的电源,也更希望能让广大网友们更深刻的认识这个给予你计算机“生命与青春”的“朋友”。

pc电源组成元件

pc电源组成元件

pc电源组成元件
【最新版】
目录
一、电源供应器的组成
1.电源变压器
2.整流器
3.平滑电容
4.电源开关
二、电源供应器的工作原理
1.电源变压器降压
2.整流器将交流电转为直流电
3.平滑电容滤除波动
4.电源开关控制电流
三、电源供应器的重要性
1.保障电脑稳定运行
2.影响电脑性能和寿命
正文
电脑的运行离不开电源,而电源供应器的组成和原理却鲜少被人关注。

实际上,电源供应器是电脑硬件中非常重要的组成部分,它直接影响着电脑的性能和寿命。

电源供应器主要由四个组成元件构成,分别是电源变压器、整流器、平滑电容和电源开关。

电源变压器的作用是将输入的高电压通过变压作用降低到适合电脑使用的电压。

整流器的作用则是将交流电转换为直流电,
这是电脑能够正常运行的基础。

平滑电容则用来滤除直流电中的波动,保证电源的稳定。

电源开关则用来控制电流的通断,以适应电脑的不同工作状态。

电源供应器的工作原理可以简单概括为四步。

首先,电源变压器将输入的高电压降低到适合电脑使用的电压。

然后,整流器将交流电转换为直流电。

接着,平滑电容滤除直流电中的波动,保证电源的稳定。

最后,电源开关根据电脑的工作状态,控制电流的通断。

电源供应器对于电脑的运行起着至关重要的作用。

它不仅保障了电脑的稳定运行,而且直接影响着电脑的性能和寿命。

如果电源供应器出现问题,轻则电脑无法启动,重则可能导致电脑硬件损坏,大大缩短电脑的使用寿命。

计算机电源各功能模块详解

计算机电源各功能模块详解

计算机电源各功能模块详解电流称得上PC的血液,为确保系统的正常运转,PC需要恒定的电流供应。

即使很小的电流波动也可能会导致数据的丢失或系统的崩溃。

因此,广大的PC使用者应当加强对PC电源和电力供应的理解和认识,从而为自己的系统提供更加稳定和充足的电力。

外部环境PC只能接受在传输过程中保持恒定电压的直流电。

但是目前我们所使用的家用电一般都只提供交流电。

交流电的电压在特定范围内有规律的上下波动。

PC中的电源在使用家用电之前首先将交流电转变成直流电。

PC电源的外部环境经常会出现的问题就是电压不稳定。

例如,当输电线路受到破坏或遭受闪电影响时都有可能在瞬间产生高达上千伏的强力电流,对PC造成严重冲击,使PC中异常敏感的电路完全崩溃。

为防范过高的峰值电压,用户可以选择使用稳压器。

过高的电压对计算机会产生不利影响,过低的电压也同样有害。

时断时续的电流可能引发系统的异常关闭,破坏系统文件,导致数据丢失。

用户如果发现外部电源经常出现电压过低的情况的话,可以选择使用UPS(即不间断电源供应)为系统提供足够的电力供应,确保系统在异常断电的情况下有充足的时间保存重要的文件,安全关机。

电源问题现象诊断电源是PC的心脏。

虽然平时除了偶尔的清理积尘之外,我们几乎不需要对PC电源进行任何的维护,但是这并不能说明电源不会出现问题。

正是由于我们对电源的忽略,才可能在计算机出现异常情况时找不到问题的根源,不知从何处下手。

下面,我们就来看一下电源出现问题时可能发生的一些症状。

发出异常气味在PC的使用过程中,如果发现异常气味,可以先关闭系统,查看气味是否减弱,然后重新启动系统,如果气味重新产生,则应当打开机箱,检查是否有硬件设备被烧损。

没有风扇转动声音如果用户机器在运行过程中,电源风扇相当安静,没有任何声音的话,那么用户应当考虑重新更换新的电源,并及时关闭系统,以避免系统过热损坏。

经常性内存报错PC内存条对电压的波动非常敏感,细小的变化也可能会产生严重影响。

笔记本电源适配器的构造及原理

笔记本电源适配器的构造及原理

笔记本电源适配器的构造及原理构造笔记本电脑电源适配器主要由以下几个部件构成:1:压敏电阻,其功能是当外界电压过高时,压敏电阻阻值迅速变得很小,与压敏电阻串联的保险丝被熔断,从而保护其它电路不被烧坏。

2:保险丝,规格为2.5A/250V,当电路中的电流过大时,保险丝会熔断以保护其它元件。

3:电感线圈(又称扼流圈),主要功能是降低电磁干扰。

4:整流桥,规格为D3SB,作用是把220V交流电变为直流电。

5:滤波电容,规格为180uF/400V,作用是滤除直流电中的交流纹波,使电路工作更可靠。

6:运放IC(集成电路),保护电路、电压调节的重要组成部分。

7:温度探头,用于探测电源适配器的内部温度,当温度高于某一设定值时(不同品牌的电源适配器,其设定的温度阀值略有不同),保护电路会切断适配器的电压输出,从而保护适配器不受损坏。

8:大功率开关管,是开关电源中的核心元件之一,开关电源能“一开一关”地工作,开关管功不可没。

9:开关变压器,开关电源中的核心元件之一。

10:次级整流管,功能是把低压交流电变为低压直流电。

在IBM的电源适配器中,整流管往往是由两个大功率并联工作的,以获得较大的电流输出。

11:次级滤波电容,规格为820uF/25V,共有两个,起滤除低压直流电中的纹波的作用。

除上述元件外,电路板上还有可调电位器及其它阻容元件。

工作原理适配器是将220V交流电压转变为19V的直流电压,输出电流为3A。

220V交流电压经D2整流,C1滤波得到300V直流电压。

该电压一路经开关变压器T1的1、2脚绕组加到场效应开关管Q1(K2543)的D极,另一路经R4降压后得到约17V启动电压给ICI(KA3842)⑦脚供电,并从ICl内部基准电压发生器产生5V基准电压从第⑧脚输出。

此时其内部振荡器起振,从第⑥脚输出调宽脉冲(PWM),驱动开关管Q1,使其工作在开关状态。

Q1的D极输出电流在开关变压器Tl初级绕组上产生感应电压,经磁芯耦合到T1次级,在次级⑤、⑥脚绕组上产生的感应电压经肖特基二极管Q2、电容C4整流滤波后得到19V直流电压输出。

电脑主板电子原件介绍

电脑主板电子原件介绍
使用寿命长,即使爆炸也不会发生明火 等效阻抗小,能量损失少P=1/2*I2*ESR, 常用于OEM/ODM机种Vcore电路上 价格较贵
电容(Capacitor)
EL-Cap的组成
铝箔 (Aluminum Foil) 电解液 (Electrolyte) 电解纸 (Electrolytic Paper) 导针 (Lead) 橡胶 (Rubber) 胶管 (Sleeve)
电阻(Resistor)
量测方法
用数字式万用表去测电阻时,用红黑表笔接电阻的两端,用相应的欧姆 档去读取电阻的阻抗大小
作用
电阻在电路中的主要作用为分流,限流,分压,偏置,滤波(与电容器组合使 用)和阻抗匹配等
应用
分流----并联电阻,常见于光驱电路板上 限流----例如:主板上用于Reset电路中的上拉电阻 分压----串联电阻,常用于3VSB电路中的基准电路
• 量测方法
– 标称频率大都标明在晶振外壳上,用示波器相应挡位量测即可
• 晶振在电路中用“X”加数字表示
• 作用
– 广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中,以及通信系统中用于频率发生器
– 数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。 • 应用
– 主板上频率发生器电路中 – 主板上Audio/LAN电路中
• 容抗计算
– 数标法
• 一般用三位数字表示容量大小,前两位表示有效数字,第三 位数字是倍率
– 色环标注法
• 电容容量误差表 符号 F G J K L M 允许误差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%
• 钽电容及电解电容有极性焊接时注意方向
电容(Capacitor)
• 量测方法 – 电解电容

看图学电源

简单来讲:一个计算机电源主要由如下7部分组成。

1、电磁滤波器(EMI电路部分)。

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(如上图电源接口背后)。

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。

2、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。

例如上图的红色圈中的压敏电阻,其耐压值为270V,当市电电压超过270V时,压敏电阻就会被击穿,从而保护电源其它电路以及电脑配件的安全。

所以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。

3、整流滤波电路。

稍微学过一点电子电路的人都知道:交流转支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。

开关电源原理图各元件功能详解

电源原理图--每个元器件的功能详解!FS1:由变压器计算得到Iin值,以此Iin值(0.42A)可知使用公司共享料2A/250V,设计时亦须考虑Pin(max)时的Iin是否会超过保险丝的额定值。

TR1(热敏电阻):电源启动的瞬间,由于C1(一次侧滤波电容)短路,导致Iin电流很大,虽然时间很短暂,但亦可能对Power产生伤害,所以必须在滤波电容之前加装一个热敏电阻,以限制开机瞬间Iin在Spec之内(115V/30A,230V/60A),但因热敏电阻亦会消耗功率,所以不可放太大的阻值(否则会影响效率),一般使用5Ω-10Ω热敏,若C1电容使用较大的值,则必须考虑将热敏电阻的阻值变大(一般使用在大瓦数的Power上)。

VDR1(突波吸收器):当雷极发生时,可能会损坏零件,进而影响Power的正常动作,所以必须在靠AC输入端(Fuse之后),加上突波吸收器来保护Power(一般常用07D471K),但若有价格上的考虑,可先忽略不装。

CY1,CY2(Y-Cap):Y-Cap一般可分为Y1及Y2电容,若AC Input有FG(3 Pin)一般使用Y2- Cap ,AC Input若为2Pin(只有L,N)一般使用Y1-Cap,Y1与Y2的差异,除了价格外(Y1较昂贵),绝缘等级及耐压亦不同(Y1称为双重绝缘,绝缘耐压约为Y2的两倍,且在电容的本体上会有“回”符号或注明Y1),此电路蛭蠪G 所以使用Y2-Cap,Y-Cap会影响EMI特性,一般而言越大越好,但须考虑漏电及价格问题,漏电(Leakage Current )必须符合安规须求(3Pin公司标准为750uA max)。

CX1(X-Cap)、RX1:X-Cap为防制EMI零件,EMI可分为Conduction及Radiation两部分,Conduction规范一般可分为: FCC Part 15J Class B 、CISPR 22(EN55022) Class B 两种,FCC测试频率在450K~30MHz,CISPR 22测试频率在150K~30MHz,Conduction可在厂内以频谱分析仪验证,Radiation 则必须到实验室验证,X-Cap 一般对低频段(150K ~ 数M之间)的EMI防制有效,一般而言X-Cap愈大,EMI防制效果愈好(但价格愈高),若X-Cap在0.22uf以上(包含0.22uf),安规规定必须要有泄放电阻(RX1,一般为1.2MΩ1/4W)。

电脑电源内部结构的简介

电脑电源内部结构的简介电脑电源内部结构的简介EMI电路:EMI是Electromagnetic Interference英文缩写,是指电磁波与电子元件作用后而产生的干扰现象。

市电进入电源之后,第一个经过的就是EMI电路。

它作用就是滤除市电中的高频杂波,去除干扰。

然后把相对纯净的交流电送到整流桥,经过整流桥到达PFC 电路。

在单独电路板上的EMI焊接在电源口上的EMIPCB上的二级EMI没有EMI电路的后果是很严重的。

220V交流电直接送到整流桥去整成直流电。

对电源本身和电脑主板等都是极大的损伤=A=。

没有EMI的电源绝大多数都是小品牌的山寨电源或者假电源。

同时,没有EMI的电源一般使用的被动PFC也是假的,仅仅是一条导线。

PFC电路:PFC的英文全称为“Power Factor Correction”意思是“功率因数校正”。

功率因数指的是电源对电网供给的电能的利用效率。

功率因数越高代表其对电网电能的利用率越高。

功率因数的高低跟咱们自家电费无关,只是提升电网供电的利用率。

PFC目前有主动式PFC,被动式PFC和交错试PFC。

被动式PFC:低端电源常用,特点是PFC电感独立固定在电源壳上。

一种是一个真的PFC电感。

一般进出的两条线颜色不同。

内部是铜丝。

有的还有一个电容包裹在里面。

另一种是假PFC电感。

就是胶布包着铁块。

假PFC电感一般是一根线从胶带里绕一圈就出来,所以通常线的两段颜色是一致的。

像图中这种连连接线都没有。

高端电源常用的交错试PFC。

通常挨着大电容。

跟一般主动式PFC唯一不同的是,一般的主动式PFC是一个电感。

交错试的是两个相同相邻的电感而已结构简介先简单说下工作流程:220V市电进入电源后先到达高压一侧的EMI电路先滤波,然后经过整流桥整流后到达PFC电路再次滤波,在到达变压器通过变压器输出12V 5V 3.3V各路低压。

低压一侧经过滤波等处理后供给主板使用。

就这么个简单的玩意这里对电源结构只做一个简单介绍。

教你看懂电脑电源内部用料

由上图可以看出220V交流电输入后,需要经过以下流程才能给PC正常供电:1:一级/二级EMI电路:作用就是滤除交流电中的杂质,避免电磁辐射泄露2:全桥整流器/PFC电路:PC硬件是不能直接使用交流电的,通过整流器,将交流电转化为直流电.这个过程中PFC电路决定了交流电转直流电的效率(功率因数),主动PFC的功率因数可达0.99,而被动PFC仅为0.7-0.83:高压滤波电容:整流出来的直流电电压波动很大,高压滤波电容作用就是除去杂质,输出平稳的直流电4:变压器:我们知道电源最后输出的电压有+12V1.+12V2.+5VSB.+3.3V.-12V.+5V,变压器作用就是将高压直流电转化成这些不同电压段的低压直流电,为PC各配件供电5:低压滤波电路:对电压做最后一次过滤了解了电源的工作流程以下,下面来看看一般电源内部结构布局散热片把电源内部分为三部分,下面看实物吧这是一款高质量的主动PFC电源,各个部分都用图标显示出来一级EMI滤波电路一级EMI滤波电路在主机电源接口的位置,通常由一个电容和一个线圈组成,图中的电容被绝缘橡胶包裹附其它电源的一级EMI滤波电路这电源把一级EMI滤波电路给省了二级EMI滤波电路二级EMI滤波电路:图中黄色是电容,深绿色的绝缘胶纸包裹的是电感附其它电源的二级EMI滤波电路这电源的二级EMI滤波电路给省了PFC电路竖立的PCB上我们看到的这是主动PFC电路的控制芯片,PCB背面的则是完整的桥式整流元件,见下图附其它电源的主动PFC电路附被动PFC电路被动式PFC通常为一块体积较大的电感,它里面包裹的是由铜丝缠绕的铜片,但是它外表最主要的特征就是这个"黄疙瘩"高压滤波电容由于该款电源采用的是主动PFC,因此使用专用的开关集成电路来调整电流的波形,对电流电压间的相位差进行补偿。

所以它对于滤波电容的容量大小要求低,一个容量较小的高压电解电容就可以应付了。

在这款产品中采用的是400V、330uF的红宝石滤波电容,质量有很好的保证附其它电源高压滤波电容这也是一款主动PFC电源的高压滤波电容,规格是100uF 400V这是一款被动PFC电源的高压滤波电容,有2颗,规格是680uF 200WV,可以看出被动PFC电源对高压滤波电容的容量要求远远大于主动PFC电源变压器变压器在两块散热片之间,这款电源采用主动PFC电路为电源提供待机电压,因此我们在这款电源上只看到主变压器和驱动变压器右边这个大的是主变压器,左边散热片下面小的是驱动变压器,负责将PWM集成电路输出的控制信号进行放大以驱动开关管进行工作,同时还可以将开关管工作的高压区和集成电路工作的低压区进行物理隔离附其它电源变压器这款电源也是采用主动PFC电路在这款电源上也只看到主变压器和驱动变压器,但比较特别是这款电源的主变压器放到了右边,而普通的电源我们见到的基本都放在左边,不过两着之间使用起来不会有什么差别,就是一个厂商在设计上的不同而已仍然是主动PFC电源的变压器,仍然只有2个这是被动PFC的变压器,比主动PFC多了一个待机变压器,这也是被动PFC电源比主动PFC电源重的一个原因低压滤波电路电源的低压整流输出部分,是电源最后一道滤波屏障,电容数量多,线圈比较大附其它电源的低压滤波电路这个电源的低压滤波部分可寒酸了电路控制保护电路完全整合在独立设计的PCB板上,提供欠压,过流,过载,短路与过压等多项保护功能。

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非常详细的说明电脑电源每个元器件以及工作原理,大家都来看下以往在采买计算机配件时,电源供应器是最容易被忽视的组件之一,不过其各路电压输出规格、电压稳定性、发生异常时的保护性却有相当重要的地位,因为主机内所有计算机配件的所需电力均需由电源供应器供应,同时随着各装置于不同状态下的耗电量去调节输出负载,又要兼顾长时间操作及全载输出的稳定性,而电源供应器发生故障时或是负载产生异常,保护系统须立即介入,以避免过电压/电流造成装置损坏;对于全球能源吃紧,新款电源供应器除了上述特性外,也开始讲求提高转换效率,例如80PLUS就是代表电源供应器通过高效率认证的标章之一。

既然电源供应器所扮演的角色如此重要,以下的文章就要掀起电源供应器的神秘面纱,了解内部的组件种类及功能。

常见的计算机用电源供应器的功能是将输入的交流市电(AC110V/220V),经过隔离型交换式降压电路转换出各装置所需的各种低压直流电:3.3V、5V、12V、-12V及提供计算机关闭时待命用的5V Standby(5VSB)。

所以电源供应器内部同时具备了耐高压、大功率的组件以及处理低电压及控制信号的小功率组件。

电源转换流程为交流输入→EMI滤波电路→整流电路→功率因子修正电路(主动或是被动PFC)→功率级一次侧(高压侧)开关电路转换成脉流→主要变压器→功率级二次侧(低压侧)整流电路→电压调整电路(例如磁性放大电路或是DC-DC转换电路)→滤波(平滑输出涟波,由电感及电容组成)电路→电源管理电路监控输出。

方块图如下图所示:以下从交流输入端EMI滤波电路常见的组件开始介绍。

交流电输入插座:此为交流电从外部输入电源供应器的第一道关卡,为了阻隔来自电力在线干扰,以及避免电源供应器运作所产生的交换噪声经电力线往外散布干扰**用电装置,都会于交流输入端安装一至二阶的EMI(电磁干扰)Filter(滤波器),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。

上面照片中,中央为一体式EMI滤波器电源插座,滤波电路整个包于铁壳中,能更有效避免噪声外泄;右方的则是以小片电路板制作EMI滤波电路,通常使用于无足够深度安装一体式EMI滤波器的电源供应器,少了铁皮外壳多少会有噪声泄漏情形;而左边的插座上只加上Cx与Cy电容(稍后会介绍),使用这类设计的电源,其EMI滤波电路通常需要做在主电路板上,若是主电路板上的EMI电路区空空如也,就代表该区组件被省略掉了。

目前使用12公分风扇的电源供应器内部空间都不太能塞下一体式EMI滤波器,所以大多采用照片左右两边的做法。

X电容(Cx,又称为跨接线路滤波电容):这是EMI滤波电路组成中,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。

外观如照片所示为方型,上方会打上X或X2字样。

Y电容(Cy,又称为线路旁通电容器):Y电容为跨接于浮接地(FG)和火线(L)/中性线(N)之间,用来消除高通常态及共态噪声。

而计算机用电源供应器中的FG点与金属外壳、地线(E)及输出端0V/GND共接,所以未连接接地线时,会经由两颗串联的Cy电容分压出输入电源一半的电位差(Vin/2),人体碰触到后就有可能产生感电现象。

Y电容的外观如照片,呈圆饼状。

共态扼流圈(交连电感):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。

其外观有环形与类似变压器的方形,部分可以见到外露的线圈。

PS:所谓共态噪声,代表是L/N线对于地线E间的噪声,而常态噪声,则是L与N线之间的噪声,EMI滤波器功能主要是消除及阻挡这两类噪声。

在EMI滤波电路之后的是瞬时保护电路及整流电路,常见的组件如下。

保险丝:保险丝就是当其流过其上的电流值超出额定限度时,会以熔断的方式来保护连接于后端电路,一般使用于电源供应器中的保险丝为快熔型,比较好的会使用防爆式保险丝,其与一般保险丝最大的差别是外管为米色陶瓷管,内填充防火材质避免熔断时产生火花。

其安装于电路板上的方式有如图片上方的固定式(两端直接套上导线座并焊于电路板上)以及图片中央的可拆卸式(使用金属夹片固定)。

下方的方形组件是温度保险丝,这类保险丝固定于大功率水泥电阻或是功率组件的散热片上,主要是用于超温保护,避免组件过热而损坏或发生火灾,这类保险丝也有与电流保险丝结合的版本,对电流及温度进行双重保护。

负温度系数电阻(NTC):因为电源供应器接通电源瞬间,其内的高压端电解电容属于无电状态,充电瞬间将产生过大电流突波以及线路压降,可能使桥式整流器等组件超出其额定电流而烧坏。

NTC使用时串联于L或N线路上,启动时其内部阻抗值可以限制充电瞬间的电流值,而负温度系数的定义是其电阻会随其温度上升而降低,所以随着电流流过本体使温度逐渐升高后,其阻值会随着降低,避免造成不必要功率消耗。

但其缺点是电源处于热机状态下启动时,其保护效果会打上折扣,且即使阻抗可随温度降低,仍会消耗些许功率,所以目前高效率电源大多采用更进阶的瞬时保护电路。

其外观大多为黑色及墨绿色的圆饼状元件。

金氧变阻器(MOV):变阻器跨接于保险丝后端的火线与地线间,其动作原理为当其两端电压差低于其额定电压值时,本体呈现高阻抗;当电压差超出其额定值,本体电阻会急速下降,L-N间呈现近似短路状态,前端的保险丝因短路而升高的电流将会使其熔断,以保护后端电路,有时本体承受功率过大时,亦以自毁方式来警告用户该装置已经出现问题。

通常用于电源供应器交流输入端,当输入交流发生过电压时能及时让保险丝熔断,避免使内部组件损坏。

其颜色与外观与Cy电容很接近,不过可以从组件上面的字样及型号来分别其不同。

桥式整流器:内部由四颗二极管交互连接所构成的桥式整流器,其功用是将输入交流进行全波整流后,供后端交换电路使用。

其外观与大小会随着组件额定电压及电流的不同而有所差异,部分电源供应器会将其固定于散热片上,协助其散热,以利稳定的长时间运作。

经过整流后,便进入功率级一次侧的交换电路,这里的组件决定了电源供应器的各路最大输出能力,是电源供应器相当重要的一部份。

开关晶体管:在交换电路中作为无接点快速电子开关,依控制信号导通及截止,决定电流是否流过,于主动功率因子修正电路以及功率级一次侧电路扮演重要角色。

随着开关组件的电路组成方式,可构成双晶顺向式、半桥式、全桥式、推挽式等等不同的功率级拓墣,在讲求高效率的电源供应器内,也有使用开关晶体构成同步整流电路以及D C-DC降压电路的应用。

照片中上方为电源内常见的N MOSFET(N型金氧半导体场效晶体管),下方则是NPN BJT (NPN型双接面晶体管)。

变压器:为何称为隔离型交换式降压电源供应器,就是因为使用变压器作为高低电压分隔,并利用磁能进行能量交换,不仅可以避免高低压电路故障时的漏电危险,也能简单产生多种电压输出。

因其运作频率较高,变压器体积较一般交流变压器要来得小。

因为变压器为功率传递路径之一,目前大输出电源供应器有使用多变压器的设计,避免单一变压器发生饱和现象而限制功率的输出。

照片中上方较小的变压器为辅助电源电路以及信号传递用的脉冲变压器,下方较大者为主要功率变压器以及环形的二次侧调整用变压器。

以变压器作为隔离分界,二次侧的输出电压已经比一次侧要低上许多,不过还需要经过整流、调整以及滤波平滑等电路,才会变成计算机零件所需的各电压直流电。

二极管:电源供应器内部,随着各部电路要求及输出大小而使用不同种类以及规格,除了一般的硅二极管外,还有肖特基障壁二极管(SBD)、快速回复二极管(FRD)、齐纳二极管(ZD)等种类。

FRD主要用于主动功率因子修正以及功率级一次侧电路;SBD用于功率级二次侧,将变压器输出进行整流;ZD则是作为电压参考用。

图片中为二极管常见的封装形式。

电感器:电感器随着磁芯结构、感抗值、电路上安装位置的不同,可以作为交换电路中的储能组件、磁性放大电路的电压调整组件以及二次侧整流后输出滤波使用,于电源供应器中广泛使用。

图片中电感形状有环形及圆柱型,随着感值及电流承受力而有不同的圈数以及漆包线粗细。

电容器:如电感器般,电容器同样也作为储能组件以及涟波平滑使用。

为了承受整流后的高压直流,高耐压电解电容用于电源供应器一次侧电路;为了降低输出下电解电容连续充放电时造成的损失,二次侧电路则大量使用高耐温长寿低阻抗电解电容。

因电容内有化学物质(电解液)的关系,工作温度对电解电容的寿命有相当影响,所以长时间下运作,除了维持电源供应器的良好散热外,其使用的电解电容厂牌及系列也决定电源供应器稳定运作的可靠度及寿命。

图片中下方较大者为用于一次侧的高耐压电解电容,上方较低耐压则使用于二次侧及外围控制电路。

电阻器:电阻器用于限制电路上流过的电流,并于电源供应器关闭后释放电容器内所储存的电荷,避免产生电击事故。

图片中左方为大功率水泥电阻,可承受较大功率超额,右方则为一般常见的电阻,其上的色码标示出其阻值及误差。

上述组件构成的电路若是没有搭配控制电路的话,是无法发挥其功能的,而各路输出也需要随时监视管理,当发生任何异常时就要立即切断输出,以保护计算机零组件的安全。

各种控制IC:电源供应器内的控制IC,依其安装位置及用途来分,有作为PFC电路用、功率级一次侧PWM电路用、PFC/PWM整合控制用、辅助电源电路用整合组件、电源监控管理IC等等。

PFC电路用:作为主动功率因子修正电路控制,使电源供应器可维持一定的功率因子,并减少高次谐波产生。

功率级一次侧PWM电路用:作为功率级一次侧开关晶体驱动用PWM(脉宽调变)信号产生,随着电源输出状态对其任务周期(Duty Cycle)的控制。

一般常见的有UC3842/3843系列等P WM控制IC。

PFC/PWM整合控制用:将上述两种控制器结合于单一IC中,可使电路更为简化,组件数目减少,缩小体积外也降低故障率。

例如常见的CM680X系列,就是PFC/PWM整合控制IC。

辅助电源电路用整合组件:因为电源关闭后,辅助电源电路仍需持续输出,所以必须自成一独立系统,因其输出瓦数不需太高,所以使用业界小功率整合组件作为其核心,例如P I的TOPSwitch系列。

电源监控管理IC:进行各路输出的UVP(低电压保护)、OVP(过电压保护)、OCP(过电流保护)、SCP(短路保护)、OTP(过温度保护)监视及保护,当超出其设定值后,便会关闭并锁定控制电路,停止电源供应器输出,待故障排除后才可重新启动。

除了上述组件外,**还有厂商视需要自行加上的IC,例如风扇控制IC等等。

光耦合器:光耦合器主要是用于高压电路与低压电路的信号传递,并维持其电路隔离,避免发生故障时高低压电路间产生异常电流流动,使低压组件损坏。

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