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说说电源那些事: ATX电源的工作原理!

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D调沉默

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发表于 2015-11-16 17:46:01
电梯直达 确定
楼主

电脑的电源就好比汽车的发动机,重要性可想而知.所以选择一款质量过关,性能稳定的电源显得尤为重要.那么问题来了:如何判断一款电源的好坏呢?各位看官莫急,容我喝口热翔慢慢到来。。。。

说说电源那些事: ATX电源的工作原理!
既然要判断电源好坏,那么就必须知道其工作原理。了解原理,那么分析一款电源就简单多了.比如:什么是一次侧什么是二次侧,整流桥又是干什么的,一二级emi的作用,为什么山寨劣质电源没有一二级emi。等等等等。。。。
一:电源工作原理
家里的插座接的是220v的交流电,大家都知道人碰到220v会触电,假设电脑直接使用220v交流电,同样也会嗝屁~~~电源作用就是把220v的交流电转化为电脑能够使用的12v以下的低压直流电。这样你的爱机才不会受到伤害!知道电源为什么这么重要了吧!

说说电源那些事: ATX电源的工作原理!
以游戏悍将刀锋50系列的AK500为例:
此电源拓扑为双管正激+主动pfc+单路磁放大。大家听到拓扑二子瞬间感到专业性太强,其实拓扑就是电源的结构,就好比妹子的身材!三围!那是非常滴重要。身材不好,三围不行即使再怎么整容,提升的空间也不大!
同理一款拥有优秀拓扑的电源,无论从转换效率,纹波抑制,又或是输出稳定性上来看,都会比老结构的电源更加优秀。

说说电源那些事: ATX电源的工作原理!
下面简单介绍下游戏悍将AK500电源内部的工作原理:
高压220v市电(不纯净的)—→ 一级emi(滤波)—→ 二级emi(再次滤波)—→一次侧整流桥(交流电转换成脉冲直流电)—→ 主动pfc电路(提高整流桥交流电变直流电时的利用率)—→ 开关mos管(将高压直流电转化为高压脉冲电)→ 主变压器(转换为低压脉冲电)—→ 二次侧整流桥(低压脉冲电转换为低压直流电) —→ 电压调整稳压电路(例如单.双路磁放大或者dc-dc)—→ 低压滤波输出电路(滤波)—→ 得到纯净的12v以下低压直流电给电脑使用。
下面我为大家画出电流的经过方向,蓝色线为电流经过方向。画图水平有限,臭鸡蛋请扔我嘴里,最喜欢吃这个了。



说说电源那些事: ATX电源的工作原理!
下面详细说说各个元件的作用:尽量说的简单点吧。
1:emi电路:滤除市电50赫兹以上的杂波,以低通滤波的方式将市电的高频杂波滤除 .少了这级滤波,影响电源的性能,但是可以正常工作。所以山寨杂牌电源最喜欢省掉这一块。


基本构成:CX薄膜电容。CY陶瓷电容 共模电感(因为是双线反向绕制,电感上面是空的,所以也叫秃顶电感)有的电源会在AC接口处并联1个泄电电阻,主要作用为在拔掉正在工作的电源线时对CX电容放电,防止CX电容充放电时让火线和零线带电。


2:保险管
保险管原理:220V电流通过热量均匀散发,电流超过耐受值热量增大烧毁保险管保护后面电路。最最基本的保护电路,万万不能少。


3:整流桥:利用二极管单向通过的特性,将220V交流电整流成300V脉冲直流电。整流桥对耐温和耐压的要求都比较高,高温会严重影响整流桥的转换效率,所以想达到额定标称,要么带散热片,要么就使用裕量很大的整流桥裸本。通过整流桥的参数可以大致判断出电源是否虚标。

说说电源那些事: ATX电源的工作原理!
4:主动pfc电路(boost升压电路):

PFC让交流电的波形和时间,尽量和直流电保持一致,提高转换效率也就是电源的利用率。有主动pfc和被动pfc之分,主动pfc转换效率普遍达到80%以上,被动pfc只有70%左右。主动pfc的一般都是宽幅电源,当然也有220v only的。主动pfc设计难度大,制作成本高,但是其转换效率高,为目前的主流应用。被动pfc采用电感补偿的方式,比较稳定但是发热比较高,趋于淘汰一般只有低端电源才用。
5:boost主电容:
原理:脉冲直流电波形不稳定,需要大电容滤波。boost升压电路中通过电感对主电容的反复充放电来完成升压过程。,对耐温和耐压的要求比较高也是属于易损元件.通电维修的时候,切记!切记!先给主电容放电!切记!切记!单手操作!一次侧是高压侧,真要被电一下,就等着呵呵吧!
6:热敏电阻(ntc)
抑制开机时主电容充电带来的浪涌电流。目前来看NTC可以有效提高电源的寿命。
7: 主开关管
大家都知道,变压器是不能给直流电变压的,那么pfc这里的直流电怎么给变压器变压呢?
所以就需要开关管和P W M 控制芯片相互勾搭,构成振荡斩波电路。通过开关管的一开一关将高压直流电转化为脉冲方波输送给变压器降压。

说说电源那些事: ATX电源的工作原理!
8:主变压器:主变压器的输入端与开关管相连,输出端与二次侧整流滤波电路相连,可以提供低压(+12V,+5V,+3.3V,-12V,-5V)输出给整流滤波电路。主变压器的尺寸,一定程度上可以看出电源的做工,但也不是绝对的。由于开关管频率高,变压器的尺寸可以降低。所以会出现500瓦电源只用35MM的变压器。同时以主变压器为界,将高压一次侧和低压二次侧隔离,所以也叫隔离变压器。


9:辅助变压器:负责+5VSB输出。电源有2条电路,一条主开关电路,一条待机电路。所以这个也叫待机变压器,个头比主变压器稍小,比驱动变压器大。



10:mos管驱动变压器:将PWM控制电路和开关管相连,驱动开关管。有的电源没有这个变压器,使用相同功能的光耦整合电路代替。这个变压器的个头最小。

说说电源那些事: ATX电源的工作原理!
11:二次侧整流桥:一般由整流二极管和若干枚肖特基管组成,将低压高频脉冲电转换为不稳定的低压直流电.高端电源会采用同步整流技术,即用mos管取代传统的肖特基管。同步整流要比传统的肖特基整流效率更高,损耗更小。从而达到更高的转换率。
12: 电压调整稳压电路:一般就是指3.3V单路磁放大或者5V和3.3V双路磁放大以及dc-dc稳压。其作用就是稳压.和电源功率没半毛钱关系。拿这款AK500 单磁放大为例:会有一个最大的12V/5V联合稳压电感和一个稍小的3.3V续流电感,以及一个一不点3.3V磁放大电感。
其他结构如何识别,会在以后的帖子里详细介绍。

说说电源那些事: ATX电源的工作原理!
13:滤波输出电路:将不纯净的低压直流电进行滤波!得到纯净稳定的各路低压直流电。主要由滤波电容和棒状滤波电感构成,电容品质的好坏直接关系到电源的各项输出参数,比如纹波的抑制。劣质电源往往只配备电容滤波,即c型滤波,其滤波效果最差。好点的电源每路会使用一个电容和一个电感的组合,即CL滤波。相比之下游戏悍将AK 500就比较厚道,使用两个电容和一个棒状电感的组合,即CLC滤波。滤波效果对比:CLC>CL>C


说说电源那些事: ATX电源的工作原理!
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电源内部各个元件工作需要有人管,所以就有了各种控制IC。什么pwm控制IC、pfc电路IC、 监控IC、5vsb待机IC之类的。



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DIY无限の高烧ing


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发表于 2015-11-16 18:33:49 1楼
过来看看!!!!

qq_c1c116p42...

qq_c1c116p42643j13


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发表于 2015-11-16 19:37:03 2楼
也就是比汽车的供油系统吧 怎么变成发动机了 要CPU才能比发动机吧

霸王别鹌鹑

霸王别鹌鹑


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发表于 2015-11-16 20:02:11 3楼

这个要顶 

qq7918

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发表于 2015-11-16 20:23:32 4楼
感谢精彩分享!

醒梦雨花

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发表于 2015-11-16 22:10:19 5楼
知识普及,好文章!

光与影

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发表于 2015-11-17 09:10:40 6楼
顶!问好!!!!!!!!!

andyyao666

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发表于 2015-11-17 10:25:02 7楼
不懂 不懂不懂

chcbchcb

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发表于 2015-11-18 16:02:38 8楼

不错的科普文章

mxhd11

mxhd11


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发表于 2015-11-18 19:56:19 9楼
看着还不错。

我靠手机又没...

我靠手机又没电了


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发表于 2015-11-18 19:58:46 10楼
不知大家有没有发现,主板显卡用固态电容都好久了,但电源还是电解电容,

阿桐吖

阿桐吖


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发表于 2020-02-28 20:59:46 11楼
这篇由其他人的贴转发而来,希望楼主修改标明原作者,谢谢
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