“電源(PSU)”其實是“電源供應器(Power Supply Unit)”的簡稱。而我們所經常提到的“PC電源”,實際上也是一種簡稱,如果嚴格上講,我們應該將“PC電源”稱之為“應用于PC主機上的開關電源供應器”,當然這樣的稱呼實在是太麻煩了,因此在以下的段落中,我將使用其最簡短的稱呼“電源”。
對于我們的電腦來說,電源是一個重要的組成部分,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受到波及,并且很可能會由此而造成更嚴重的損失。
一顆良好的電源的內部結構
因此,一般來說,我們應該先購買一顆良好的正品電源,然后在選擇其它的硬件配置。但是大多數人的做法卻恰恰相反,他們往往會先選擇好其它硬件,然后才回用最后那些為數不多的錢,去購買電源。
而如果你正是這些剛才所描述的狀況,那么我們還是真誠的建議你先瀏覽一下這篇文章,因為這會對你在選擇電源產品上很有幫助,并且也可能會改變你對“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,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始。
電源結構其實并不復雜
目前所有在電腦中所使用的電源,都可以稱為“開關電源轉換”,英文簡稱“SPC”。而開關電源的原理,實際上也比較簡單,就是將國家電網中獲取的能量,將能量分成一個個高頻的小能量包,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。因此開關電源,相對于其它電源形式來說,更小巧,更高效。
相比較于線性電源(Linear Power Supply)來說,開關電源具有兩個主要的優(yōu)勢,開關電源采用與線性電源完全不同的設計,因此電源的體積以及重量上減少了很多,并且電源的轉換效率可以很容易的超過90%。
普通開關電源原理
不過另一方面,開關電源也有個最明顯的缺陷,就是由于開關電源本身的復雜性,會產生大量的電磁輻射,因此目前的開關電源中都會配有EMI濾波器或則RFI屏蔽。
電源內部是這樣劃分區(qū)域的
●EMI瞬態(tài)濾波器(EMI/Transient Filter):抑制電流進入和輸入時的EMI/RFI ,起到電壓浪涌峰值保護的作用。
●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系)
●主開關(Main Switches):將直流電信號切斷成很小的高頻能量包。
●變壓器(Transformer):獨立在一次側和二次側之間,并且將高壓電降低到低壓電。
●二次側濾波整流(Output Rectifiers & Filters):對經過降壓的直流電進行濾波整流。
●保護電路(Protection Circuits):當電源出現嚴重問題時,及時關閉電源。
●PWM控制器(PWM Controller):周期性調整主開關,以保持在所有負載下穩(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”,而在變壓器后部面的部分則被成為“二次側”。簡單的說,一次側主要負責高壓部分,二次側主要負責低壓部分。
為什么需要EMI電路?
電源在工作時,開關晶體管會產生大量的EMI和RFI,而這會嚴重的影響到屋內其它電子設備的正常工作。所以我們?yōu)榱吮WC電源不受到,電網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階段進行一個雙向的保護措施。
市電電流進入電源首先要經過EMI濾波器的過濾
噪音(Noise),根據傳導模式可以分為兩種類型:共模噪音(CMN)和差模噪音(DMN)。
共模、差模過濾一個都不能少
1.共模噪聲(CMN)是在使用交流電源的電氣設備的輸入端(輸電線和中線)都存在這種噪聲,兩者對地的相位保持同相。通過在電磁干擾濾波器中放置與每條輸電線串聯(lián)的電感,并在兩個輸電線和地之間使用Y電容進行連接,來予以抑制。
2.差模噪聲(DMN)是來自電源火線而經由中線返回的噪聲,存在于交流線路和中性導線中。
熱敏電阻
EMI濾波電路的位置在整流橋之前,因為這樣設計就可以在電流通過整流橋二極管之前對噪聲進行過濾。在EMI濾波電流的組成部分中,必須要有兩個Y電容和兩個X電容,兩個電磁線圈,一個MOV(壓敏電阻)以及一個保險絲,這些組成部分缺一不可。另外,這里需要簡單介紹一下,MOV是的全名叫做“壓敏電阻器”,主要是在電網浪涌電壓峰值時,對電源起到保護作用。
然而,在一些低端電源產品中,有些制造商會省略掉這個MOV,用來節(jié)省成本。如果你的電源里在EMI電路中,沒有MOV的話,那么最好連接一個帶有浪涌保護器的電源插座或者UPS電源,否則會對你的電源以及硬件系統(tǒng)造成很大的損害。
通常會放在EMI過濾電路的旁邊
一般在EMI濾波電路之后,會設有一個熱敏電阻NTC(全名:負溫度系數熱敏電阻器,溫度越高時電阻值越低),通常會被用于在大電流進入的時候,對電源內部元件進行保護。熱敏電阻有如其名,是一個通過溫度高低控制電阻阻值高低的電阻器。當熱敏電阻溫度低的時候,電阻阻值通常在6-12歐姆左右,當電源啟動后,電阻器溫度升高,阻值大約為0.5-1歐姆左右。
對于高性能的電源,則會配有一個繼電器,在電源啟動之后則會繞過熱敏電阻,減少電力的熱量損失,對于電源效率的提升起到一定的幫助。
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