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教你几招从拓扑结构和电器元件来选购PC电源

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BearKid

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发表于 2016-02-24 21:51:47
电梯直达 确定
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教你几招从拓扑结构和电器元件来选购PC电源

自己刚开始选购电源时,面对电源结构和用料的介绍总是很糊涂,不知道为啥这货会值这么多钱。

现在也对电源的拓扑结构有一知半解,最近忽然也好为人师想跟大家做简单的科普介绍,不过自己并不是学这个专业,难免会有错误,大家谅解吧!

如果要写的比较系统,确实篇幅比较大了,各种电器元件的作用,各种拓扑结构的介绍,我确实没有这个精力和时间。

不如就拿手里的电源拆解一下,有啥就讲啥,正好手里有颗-航嘉MVPLAND K650,就拿它做例子吧!让大家对电源的一些基本知识有些了解,可以在买电源时更了解自己的需要,不会胡乱花钱买到不需要的产品。

先看看待解剖的电源吧


电源的包装

教你几招从拓扑结构和电器元件来选购PC电源


电源本尊:教你几招从拓扑结构和电器元件来选购PC电源


电源铭牌:额定功率为650W,单路+12V电路输出设计,可达648W功率(最大),占总功率的99%。教你几招从拓扑结构和电器元件来选购PC电源


电源是半模组接口设计,主板24pin和CPU的8pin供电线是原生的;模组接口一共有6个,2个红色是专用给显卡供电接口,4个黑色的是给SATA供电的。教你几招从拓扑结构和电器元件来选购PC电源


一看风扇占电源的比例就知道是14cm风扇(13.5cm),大的风扇不会转速太高,保证了静音,同时风量也不会弱。教你几招从拓扑结构和电器元件来选购PC电源


现在步入正题,开始拆解了:

风扇采用的是悦轮的D14SH-12油轴风扇。

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现在来看电源内部吧:

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电源工作原理和拓扑结构

厂商有时候宣传电源时,也会把电源内部的结构展示给大家,然后当然是一顿吹了,如何优秀之类的,不过没有接触过这类知识的消费者自然是一头雾水。

教你几招从拓扑结构和电器元件来选购PC电源


先来介绍一下电源工作原理:电脑需要使用12v以下的低压直流电;而家里的插座接的是220v的交流市电,PC电源作用就是把220v的高压交流电转化为电脑能够使用的12v以下的低压直流电。


大部分的PC电源工作流程是这样的:

教你几招从拓扑结构和电器元件来选购PC电源


一般高压侧也叫一次侧,作用是将交流电转换成脉冲直流电。

低压侧也叫二次侧,作用是低压脉冲电转换为低压直流电。

PFC电路、开关电路、低压转换电路(如双路磁放大或者dc-dc)是相对独立的电路,可以任意组合搭配,相对独立的电路组成不一样的电源结构。不同的电源设计搭配,有不同的价格,也有不一样的转换效率。

讲了那么多,来看看这款MVPLAND K650是什么样的拓扑结构,我简单地划分一下:

教你几招从拓扑结构和电器元件来选购PC电源


可以看到老牌厂家航嘉也终于开始了自己的LLC之路,毕竟要追赶效率PLUS,LLC确实是个相对简单的方案。

LLC,就是由两个电感和一个电容串联而成。一般认为是1000W级别以下追求高效率比较好的选择。特点就是效率高、输出纹波小、发热小、体积小、低EMI、负载可调范围大等、可以对输入/输出电压比在很宽的范围内进行调节、可实现MOS开关管零电压开通和低电流关断,减少开关损耗,从而提高效率。

识别这种结构最简单的方法是,三个变压器,如果分布在一排就更好识别了,个头是小、大、小,分辨为谐振变压器,主变压器,待机变压器。不过前不久拆了下振华的LEADEX系列,3个变压器已经不在一排了,还需要更仔细的辨识。

其实更多的电源(300-500w)还在试用双管正激的方案,识别的标志除了两个主开关管构成了双管正激拓扑,还有在开关电路部分仅有两个变压器并排的,基本判断其为双管正激结构。其实双管正激也有较高的转换率,不过很赢过LLC。再low一点就是单管正激了,一般都是配合被动PFC,现在基本都是低瓦数低价位的电源,这里就不介绍了。


教你几招从拓扑结构和电器元件来选购PC电源


下面详细说下各个部分和元件。

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EMI部分及PFC部分


一级EMI部分一般会放在AC输入端,不过现在这部分越来越是了,一般都喜欢安装在PCB上了,K650一级EMI部分还保有一对Y电容。

在电源PCB板上的EMI部分叫做二级EMI:有两个共模电感、两个X电容、一对Y电容,保护器件:MOV、保险管、继电器、NTC。

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X电容,Y电容负,共模电感一般用来消除各种干扰;保护器件当然是避免使内部组件损坏。

EMI滤波电路尤其能看出有多少钱就用多少料,总之就是那些电容,电感,保护器件用越多越好了,当然价格也就越贵了。

老实说这款K650的二级EMI部分是相当完整的,可以用K650这个结构当做对照参考了。

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,所以带散热片的整流桥要比没有散热片的好,维修过程中,整流桥属于易损元件。

K650的整流桥型号是新电元的LL25XB60,使用了一个单独的散热片。

通过整流桥的型号可以查到整流桥的参数,如这颗为600V/25A@113℃,其实可以用整流桥输出电流的能力来看出一款电源虚不虚标,如电流为25A,最低电压为100V,那么功率就是2500w,再算上效率,算个低点的吧:80%,那么也有2000w,可以看到余量是非常大的。如何算下整流桥的功率要比电源的额定功率低,就说明这颗电源虚标了。

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主动PFC放置在整流桥之后。作用除了主动补偿交流电的的相位差,更重要的是提整流后的电压到380-410V,降低电路损耗,其识别标志是一个硕大的线圈。(这就如同发电厂发出的电在传送之前要升压一样,同等功率,电压越高,电流就越低,低电流可以降低在传输线路上的热损耗),标志就是这个大大的线圈了。

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而被动PFC识别标志是一个大块头电感,被动PFC的功率因素一般0.75左右,比较低了,而主动PFC一般都在0.8以上,功率大的电源一般都不会选择。


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如果忽然断电断掉,由于电源内还有电容储存的能量,所以输出的电压并不是立刻掉到零,在降低到低于电压规范时还需要一定时间,保持时间就是要求这段时间不能小于16ms。而Intel的规定是:断电前需要给电源加75%的负载,而且要求保持时间为17ms。这个储存电容能量的就是主电容。


K650的主电容参数为HEC的450V、470uF、85℃,容量越大当然越容易达到合格的保持时间,不过不同的方案即使同样的电容容量,保留时间也不一定相同,这也是不同厂家的实力差距。

PFC的开关管为两颗东芝的TK16J60W(600V/15.8A@150℃/0.19Ω);PFC二极管为一颗LQA08TC600(600V /8A@100℃);LLC的开关管由于被遮挡所以没有被拍到。各种开关管和P W M 控制芯片构成振荡斩波电路。通过开关管的一开一关将高压直流电转化为高压高频脉冲输送给变压器降压。也是一次侧这边的易损元件。一般来讲管子如果是MOSFET会比肖特基二极管有更低的电压压降,太专业了,讲不下去了 。

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5Vsb待机部分

K650的5Vsb电路控制IC为一颗TNY278PN,同时自带开关管。整流为一颗裸奔的STPS20H100CT(100V/10A@160℃),5Vsb的输出滤波采用CLC二阶滤波,滤波是两颗NCC电解电容。

5Vsb电路是电脑电源的辅助电源,它提供给电脑待机器件电源的,主要提供给机箱开关,网卡等等需要唤醒电脑开机所需功能的部分供电。

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12v同步整流


K650D 同步整流直接放到了一个PCB直插板上,没有再加散热片,后面则直接接了一排固态电容组成的直插板。

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5V,3.3V  DC-DC

K650同步整流后一部分直接分到了5V与3.3V的板子上,输出则各自使用了一颗固态电容,是DC-DC结构。

在开关电路中我们看不到磁环,而在低压滤波电路中却可以发现有两块带有磁环的PCB板,这就可以判断DC-DC模块。DC-DC拥有小体积、高可靠性、输出稳压等等优点。而现在不少厂家使用同步整流技术来提高电源效率,所以现在很多通过金牌PLUS的电源都使用了DC-DC。

教你几招从拓扑结构和电器元件来选购PC电源


稍微低一档次的电源一般都是用了单磁/双磁放大:开关电路旁有一个磁环,低压滤波电路上仅有两个线圈(12V和5V共用一个大的储能电感,可以看出线圈有两组不同的颜色的绕组,余下一个是3.3V电感),就可以判别其为单磁放大电路。在开关电路中两个磁环与低压滤波电路中三个储能线圈(+12V、+5V、+3.3V各一个电感)我们可以判断其为双磁放大设计。铜牌或者以下的电源多使用这种结构,


教你几招从拓扑结构和电器元件来选购PC电源


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电源其实是PC中很重要的元素,如果电源有质量问题,会造成其他很多硬件的损坏。不过一般用户很难判断一款电源的好坏,这帖子我稍微讲了一些基本的知识,不过由于我也不是很专业,难免有些错误,但是还是希望能保证一般的消费者能涨些姿势 ,在选购电源时能有更多的主动权,在玩PC时更加愉快+放心!


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BearKid

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发表于 2016-02-24 21:53:42 1楼

。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

lhke972

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发表于 2016-02-24 22:04:05 2楼
收藏先。。。

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24K坑货

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发表于 2016-02-24 23:08:47 3楼

怎么计算用多大的电源合适啊,

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BearKid

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发表于 2016-02-25 08:46:53 4楼

24K坑货 发表于 2016-02-24 23:08:47

怎么计算用多大的电源合适啊,

算一下你硬件的功率之和了,电源还得留有余量

24K坑货

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发表于 2016-02-25 11:51:29 5楼

BearKid 发表于 2016-02-25 08:46:53

算一下你硬件的功率之和了,电源还得留有余量

3a的最少要550w的吧

dx3344

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发表于 2016-02-25 11:58:02 6楼
有学习性的知识点,在这个颜值当道重要的同时也要看用料的重要性

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sgrong68

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发表于 2016-02-25 15:16:23 7楼

专业,长知识了,楼主是电源行业的?

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胤ymmybs

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发表于 2016-02-25 16:19:05 8楼
太专业了看完我就记住了个DC-DC

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l63356158

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发表于 2016-02-25 17:24:54 9楼

顶,技术贴!!!

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霸王别鹌鹑

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发表于 2016-02-25 19:16:28 10楼
需要更正一句,主动PFC一般都在0.9以上,并且大功率的会采用。

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sina_7ieyb

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发表于 2016-02-25 21:53:32 11楼
有钱就上海盗船钛金牌1500W的电源,瞬间秒杀!

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baidu_5j81ig...

baidu_5j81igs45


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发表于 2016-02-26 02:06:50 12楼

谢谢楼主!

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BearKid

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发表于 2016-02-26 08:44:58 13楼

sgrong68 发表于 2016-02-25 15:16:23

专业,长知识了,楼主是电源行业的?

不是,纯业余

gzyxq

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发表于 2016-02-29 10:31:31 14楼
讲解得非常好非常专业

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3v274p9a17b4012


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发表于 2016-04-25 13:29:20 15楼

很好,先收藏,再支持                                          

fuckyou9c

fuckyou9c


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发表于 2016-04-28 08:13:55 16楼

别吹K650了,一年才卖几个,除了土豪有几个会选80金牌,即便选金牌也很少考虑航嘉,尴尬吧?

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