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简述电源工作原理

来源:武汉晶凯源科技有      发布时间:2016-12-19     
   我们往往对DIY硬件表现出来的性能好坏、跑分高低有很大兴趣,却很少关心它们的工作原理。也许这是大学计算机课程涉及的、也许是半导体工业研究的部分,我们只需知道怎么玩就行。不过,这样也未免有点肤浅了。作为技术宅,我们还是得对电源的基本工作原理还是要有个认识,也权当是一篇科普文吧。下面我们深入浅出地介绍下。

 一、为什么要电源?

  电源拆解图

  如果你对供电系统一概不通,可能就会发出一个疑问,为什么电力要经过电源才能让电脑各个硬件正常工作?这得要从电源的工作流程说起。

  电源的作用就是要将家用高压交流电转换成纯净的低压直流电
 

   当市电进入电源后,先通过扼流线圈和电容滤波去除高频杂波和干扰信号,然后经过整流和滤波得到高压直流电。接着通过开关电路把高压直流电转成高频脉动直流电,再送高频开关变压器降压。最后滤除高频交流部份,这样最后输出供电脑使用的相对纯净的低压直流电。
 

  从220V到0.754V

  通过上面的简单论述,我们应该知道一二。家用电路的电压为220V,而我们熟悉的电脑配件的电压一般只有个位数伏特,比如民用最强的CPU——i7-5960X的标准电压仅有1.209V。所以,为什么我们可以安心在通电非开机状态下拆装配件?那就是因为通过电源后整个主机得到的都是低压直流电。

  流程图

  也许你还是举得不明白,那么一张图就能告诉大家一切。如上图所示,电源内部的大致流程为:高压市频交流输入→一、二级EMI滤波电路(滤波)→全桥电路整流(整流)+大容量高压滤波电容(滤波)→高压直流→开关三极管→高频率的脉动直流电→开关变压器(变压)→低压高频交流→低压滤波电路(整流、滤波)→稳定的低压直流输出。

  下面我们就每一个环节进行简单分析,来看看220V的电能如何为各个电脑配件服务。

  二、低压直流电加工厂是怎样工作的?

  一级EMI滤波电路


1、噔噔噔噔噔噔,220V交流电开始进入我们家的电源了。来到电源匣子后,首先要经过扼流线圈和电容,也就是我们熟悉的一级EMI滤波电路,来滤除高频杂波和同相干扰信号。

  二级EMI滤波电路

  2、一次过滤还是有比较多“杂质”的,所以电源一般还设置二级EMI电路,同样由电感线圈和电容组成,进一步滤除高频杂波。

  PFC,现在的基本是主动PFC

  3、电流经过二级EMI电路后,就到了PFC电路。PFC就是“功率因数校正”,主要用来表征电子产品对电能的利用效率。功率因数越高,说明电能的利用效率越高。它在增流滤波电路中有着非常重要的作用,可以在把交流电转换为直流时提高电源对市电的利用率,减少电能损耗,同时使用PFC能减少电源对市电和其它电器的干扰。

  主电容

 

4、经过PFC后,交流电要转换成直流电了,此时要通过高压滤波电容,将高压交流电转化为高压直接电。由全桥电路整流和大容量的滤波电容滤波来完成,许多朋友喜欢用这里所用电容容量的大小来判断电源的功率。

  开关电路

  5、转换成直流电后,需要把直流电转化为高频率的脉动直流电,这一步由开关电路来完成。开关电路由两个开关管组成,通过它们的轮流导通和截止来达到转换目的。

  低压滤波

  6、到最后一步,低压滤波。把得到的脉动直流电,送到高频开关变压器进行降压。再由二极管和滤波电容组成的低压滤波电路进行整流和滤波就得到了电脑上使用的纯静的低压直流电。至此,我们熟悉的主板24Pin接口吸收的就是纯静的低压直流电,让整机稳定安全得为我们服务。

  是不是很简单?电源的工作原理就是这样,相比性能配件,电源讲究的就是内部的完整以及用料的质量,每一个直流电加工流程,都是同等重要的。

  三、最后,一句话总结电源工作原理

  为了能用于驱动机箱内的各中PC设备,电源主要通过运行高频开关技术将输入的较高的交流电压(AC)转换成PC电脑工作所需要的(DC),这是电源的基本工作原理。

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