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开关电源的基本原理及结构分析

钜大LARGE  |  点击量:39次  |  2020年05月20日  

摘要
“电源(PSU)”其实是“电源供应器(Power Supply Unit)”的简称。而经常提到的“PC电源”,实际上也是一种简称,如果严格上讲,应该将“PC电源”称之为“应用于PC主机上的开关电源供应器”,当然这样的称呼实在是太麻烦了 ...

“电源(pSU)”其实是“电源供应器(powerSupplyUnit)”的简称。而经常提到的“pC电源”,实际上也是一种简称,假如严格上讲,应该将“pC电源”称之为“应用于pC主机上的开关电源供应器”,当然这样的称呼实在是太麻烦了,因此在以下的段落中,将使用其最简短的称呼“电源”。


关于电脑来说,电源是一个重要的组成部分,它是电脑的“心脏”,在源源不断地为CpU、显卡、硬盘……等其它硬件部分供应持久稳定的电力支持,保障我们可以正常的使用电脑进行各种各样的工作。所以假如电源不能正常工作或者损坏,那么电脑中的其它硬件也会受到波及,并且很可能会由此而造成更严重的损失。


因此,一般来说,应该先购买一颗良好的正品电源,然后在选择其它的硬件配置。但是大多数人的做法却恰恰相反,往往会先选择好其它硬件,然后才会用最后那些为数不多的钱去买电源。


而假如你正是这些刚才所描述的状况,那么我们还是真诚的建议你先浏览一下这篇文章,因为这会对你在选择电源产品上很有帮助,并且也可能会改变你对“电源”的态度,让你了解“电源”在电脑中所扮演着何等的重要角色。


目前所有在电脑中所使用的电源,都可以称为“开关电源转换”,英文简称“SpC”。而开关电源的原理,实际上也比较简单,就是将国家电网中获取的能量,将能量分成一个个高频的小能量包,然后通过例如电容、电感等电器元件将其转移,到最后所有的小能量包被集中融合到一起,使得被矫正过之后的能量得以平顺的输出。因此开关电源,相关于其它电源形式来说,更小巧,更高效。


相比较于线性电源(LinearpowerSupply)来说,开关电源具有两个重要的优势,开关电源采用与线性电源完全不同的设计,因此电源的体积以及重量上减少了很多,并且电源的转换效率可以很容易的超过90%。


不过另一方面,开关电源也有个最明显的缺陷,就是由于开关电源本身的复杂性,会出现大量的电磁辐射,因此目前的开关电源中都会配有EMI滤波器或则RFI屏蔽。


●EMI瞬态滤波器(EMI/TransientFilter):抑制电流进入和输入时的EMI/RFI,起到电压浪涌峰值保护的用途。


●整流桥(BridgeRectifier):将输入的AC交流电矫正为DC直流电。


●主动pFC(ApFC):控制输入电源的电流,以便于是电流波形成为正比例的电源电压波形。(使电压和电流成线性正比例关系)


●主开关(MainSwitches):将直流电信号切断成很小的高频能量包。


●变压器(Transformer):独立在一次侧和二次侧之间,并且将高压电降低到低压电。


●二次侧滤波整流(OutputRectifiers&Filters):对经过降压的直流电进行滤波整流。


●保护电路(protectionCircuits):当电源出现严重问题时,及时关闭电源。


●pWM控制器(pWMController):周期性调整主开关,以保持在所有负载下稳定输出电压。


●隔振器(Isolator):阻断从直流输出和前往pWM控制的电压反馈。


在电源电路变压器之前的部分,通常被称作“一次侧”,而在变压器后部面的部分则被成为“二次侧”。简单的说,一次侧重要负责高压部分,二次侧重要负责低压部分。


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