詳解電源基本工作原理

2021-03-04 00:17:19 字數 3498 閱讀 8192

看完你能忽悠js 詳解電源基本工作原理

作者:中關村**毛俊霆責任編輯:向中 【原創】 cbsi中國·zol 09年01月09日

對於廣大熱愛diy的使用者來說,cpu、顯示卡、主機板等能夠直接影響到電腦整體效能的配件關注度較高。但是作為整個電腦心臟一般存在的電源一直沒有得到使用者足夠的重視,對於電源的品質更是不甚關心,總覺得瓦數差不多就可以了。但是電源的作用其實至關重要,絕對不比cpu要低,整個電腦的穩定執行全依靠電源來支援。

為了讓大家能夠對電源有更加充分的認識和重視,今天我要和大家談談電源的基本工作原理以及電源的重要性。目前隨著電腦功耗的不斷提公升,對電源的供電要求同樣也在提公升,電源的重要性慢慢的突顯出來。但是考慮到很多使用者對電源的工作原理和內部結構還不是很了解,所以才有了今天的文章。

在談電源的重要性之前筆者認為有必要先和大家談談電源的工作原理,只有明白了電源的工作原理,我們才能了解為什麼電源會如此重要。先來看看這張電源工作原理圖。

電源工作原理圖

如上圖所示,電流在電源內部的大致流程為:高壓市電交流輸入 → 1、2級emi濾波電路(濾波) → 全橋電路整流(整流)+大容量高壓濾波電容(濾波) → 高壓直流 → 開關三極體 → 高頻率的脈動直流電 → 開關變壓器(變壓)→ 低壓高頻交流 → 低壓濾波電路(整流、濾波) → 穩定的低壓直流輸出

直白點說就是當市電進入電源後,先通過扼流線圈和電容濾波去除高頻雜波和干擾訊號,然後經過整流和濾波得到高壓直流電。接著通過開關電路把高壓直流電轉成高頻脈動直流電,再送高頻開關變壓器降壓。最後濾除高頻交流部份,這樣最後輸出供電腦使用的相對純淨的低壓直流電。

其實電流在電源內部的流通非常簡單,就是一條路走到頭,下面結合實物圖讓我們再細細的回味一下。

這是一款1000w級別的電源,內部各元件比較齊全。目前的主流電源大多都是採用的這種結構設計,從上圖我們可以清楚的看明白電流究竟是怎麼在電源內部流過的。

看完大圖我們再從細節處觀察電流通過的每個重要元件,加深印象,相信看完之後大家對於電源內部的構造將更加了解。

一級emi濾波電路

市電進入電源之後,首先經過扼流線圈和電容,濾除高頻雜波和同相干擾訊號。而這些這些扼流線圈和電容就組成了一級emi濾波電路。通過一級emi電路後,再由電感線圈和電容組成的二級emi電路進一步濾除高頻雜波。

通過這兩道關口之後電流就比較純淨了。

主動pfc電路

pfc電路是電源引入的一項新技術,可以在交流電轉換為直流電的時候減少電能的損耗,提公升利用率,還能減少電源對市電和其他電器的干擾,這項技術可以說是電源走上節能環保路線的標誌。pfc電路一般設計在第二層濾波之後,全橋整流電路之前,它在增流濾波電路中有著非常重要的作用。

pfc電路知識普及:pfc(power factor correction)即「功率因數校正」,主要用來表示電子產品對電能的利用效率。功率因數越高,說明電能的利用效率越高。

通過ccc認證的pc電源,都必須增加pfc電路。pfc電路一共有兩種,一種是無源pfc(也稱被動式pfc),它一般採用電感直接串聯在整流電路中,成本較低,但emi效能也較差,功率因數一般只有70%左右;另一種是有源pfc(也稱主動式pfc),採用完整的開關轉換器電路設計,能讓整流電壓不隨市電變化而波動,功率因數可高達99%,但是相對成本也高出許多。主動式pfc輸入電壓可以從90v到270v,功率因數高,並具有低損耗和高可靠等優點;可用作輔助電源,而不再需要輔助電源變壓器,輸出dc電壓紋波很小,因此採用主動式pfc的電源不需要採用很大容量的濾波電容。

高壓濾波電容

經過emi濾波電路之後,主下一步就是將高壓交流電轉化為高壓直流電,這一步是由全橋電路整流和大容量的濾波電容來完成。

變壓器  高壓直流電經過變壓器的降壓之後,再由下圖的二極體和濾波電容組成的低壓濾波電路進行整流和濾波就得到了電腦上使用的純靜的低壓直流電。

低壓濾波電路

看完上面的文章你是否對電源的工作原理有了比較深刻的了解呢?對於電源內部的元件是不是都認清楚了?要是有條件的話,筆者建議可以自己動手拆解乙個沒用的電源,結合文章裡提到的知識點,動手操作一下,相信會有不小的收穫。

這一部分重點要說的不是重量與質量的關係,主要說談的是電源的重要性,但是既然說到了大家比較關心的質量問題,就順便說一下電源是不是越重就越好。

很多使用者有個習慣就是電源拿過來掂重量,越重就越好,越輕就越差,其實這有一定的道理。電源輕重一般取決於兩個地方:散熱片和pfc電路,這兩個部件構成了電源重量差異的最大部分。

一般劣質電源的pfc電路要麼是紙糊的,要麼是空的,相比品質出色的電源採用銅線圈的pfc電路自然要輕不少。在乙個就是散熱片的大小,劣質電源在不考慮散熱效能的情況下盡可能的減小散熱片的大小,質量自然就顯得輕。所以說質量在一定程度上反映了電源的品質並不是胡說八道的,只是這種說法100%成立嗎?

顯然這個說法並不能站穩腳,兩個電源的重量差距要是不大,難道就都能有質量保證嗎?只能說劣質電源並沒有特別的去偷工減料,關鍵部分pfc電路可能並不是紙糊的,而只是用了幾個鋼片,完全沒有接到電路裡去。或者在電腦內部增加什麼別的配重物品,以保證質量上和正規電源一樣。

正所謂道高一尺,魔高一丈,永遠不要小看造假廠商的造假實力,不要僅憑一點就去判斷一款電源的質量。

「重」要性之後,我們來談一談電源的重要性。作為pc動力的源泉,電源的工作看似簡單,但往往就是這樣最簡單的工作卻擔負著最艱鉅的使命。電腦電源的作用就是為電腦內的各個部件提供充沛而純淨的直流電,電源輸出電流質量的好壞,直接影響電腦部件的效能和使用壽命。

在diy市場,長期以來強調的重點集中在cpu、主機板、顯示卡等硬體,電源的選購對於大多數使用者來說都是「夠」用就行,殊不知,電腦故障很大部分是由電源引起的,統計的結果顯示這個比例竟然高達50%以上。電源的**僅僅佔到電腦整機**的5%不到,電源選用不當的後果是:不但可能燒毀cpu、主機板、硬碟,還可能給使用者健康和生命財產安全造成重大損失,所以選擇乙個好的電源還是很重要的。

使用劣質電源對使用者而言危害無窮,具體的危害歸納起來有以下幾點:

① 電源散熱結構不好:使電腦工作不穩定,造成長時間使用後系統頻繁宕機,更嚴重的情況則會燒壞cpu。

② 功率不夠:電源使用壽命低,內部元件過熱,容易造成執行大型圖形軟體或遊戲時宕機,而且無法帶動多個外設。

③ 電源無pfc電路:可能會造成電腦突發性宕機,重新啟動。

④ 電腦抗干擾性不好:即無emi也未通過3c認證,容易因雷擊而導致主機板和其他硬體損壞;多台電腦在一塊使用時相互干擾,出現不定時宕機重啟的故障。

⑤ 製作工藝粗糙:電源使用壽命不長,電源工作不穩定,pcb焊點乙個以上自動錫裂,在經過運輸振動之後無電流輸出。

⑥ 主要元件選用過次:風扇雜訊大,停止轉動後造成電源的元器件因過熱而發生炸裂,即業內常說的「炸機」。在低溫地區或高溫地區電源無法正常工作,電源負載能力變差。

並且在ac輸入偏低或偏高的地區無法使用,易受電子裝置在電網中開關機影響。

⑦ 無安全保證:電源漏電或功率大時易發熱**。

看完上面的危害,相信一款好電源的重要性已經非常明顯了。其實隨著硬體技術的發展以及各方面知識的普及,電源的重要性早已深入人心,只是有時候使用者迫於預算限制而選擇了奸商推薦的廉價電源,或者受騙上當購買了偽劣產品,其實誰都想買好電源,誰也不想買劣質產品,市場環境要承擔一部分的責任。

國內的電源廠商也在積極的改善這一問題,讓使用者都能用上品質有保障的低價產品。而且隨著國外電源廠商的、全面登陸大陸市場,電源市場的競爭也越來越激烈,今後低價產品只會越來越多。

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