电脑电源维修知识—带图详解电源内部构造及功能

这篇文章是摘自太平洋电脑网的一篇关于电脑电源知识的文章。觉得质量还蛮高的。而且电源知识也是学习电脑维修知识的必修内容。这里我也推荐一款电脑电源维修工具,见文《电脑电源维修工具——机箱电源测试仪》。好了,上正文~

首先,电源的作用是把市用高压交流电转换为适合PC使用的低压直流电,目的是为了驱动机箱内的各中PC设备。大致转换过程为: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)→ 低压高频直流电 → 低压滤波电路(整流、滤波) → 稳定的低压直流输出。

下面我们跟随着电流流动方向来深入解析电源内部构造及其功能。

一级和二级EMI滤波电路

220交流电进入电源,首先经过一级和二级EMI滤波电路,这部分电路的作用就是滤除外部交流输入的突发脉冲和高频干扰,并且也减少开关电源对电网的电磁干扰,主要包括共模和差模连个模块。劣质电源往往会省掉这一部分电路以节约成本,但这样电源的抗干扰能力就会下降,对整个电网信号质量也有一定影响。

2、主动式PFC和被动式PFC

PFC(Power Factor Correction)即“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。通过CCC认证的PC电源,都必须增加PFC电路。PFC电路一般设计在第二层滤波之后,全桥整流电路之前,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。

PFC电路一共有两种,一种是无源PFC(也称被动式PFC),它一般采用电感直接串联在整流电路中,成本较低,但EMI性能也较差,功率因数一般只有70%左右;另一种是有源PFC(也称主动式PFC),采用完整的开关转换器电路设计,能让整流电压不随市电变化而波动,功率因数可高达99%,但是相对成本也高出许多。主动式PFC输入电压可以从90V到270V,功率因数高,并具有低损耗和高可靠等优点;可用作辅助电源,而不再需要辅助电源变压器,输出DC电压纹波很小,因此采用主动式PFC的电源不需要采用很大容量的滤波电容。

主动式 PFC
被动式 PFC
电路
复杂
简单
功率因数
发热量
重量
较轻
较重
噪音
成本
较低
适应电压
90~264V
180~264V
稳定性

主、被动PFC特点对比

很多朋友以为使用哪一种PFC电路直接决定了电源的转换效率,这种观点是错误的,对于一款电源来讲,虽然PFC电路对其转换效率有着一定影响,但转换效率与PFC电路并没有直接关系,电源内部设计的合理性与用料的档次才决定了转换效率的高低。

3、高压滤波电容

接着主要是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,对电流电压间的相位差进行补偿。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和用料档次。

4、功率转换电路

把过滤后的高频率的脉动直流电转化为低压高频直流电,这一步由半桥式功率转换电路来完成。半桥式功率转换电路一般由3部分组成,图中最大的一个是开关变压器,又称高频开关变压器,旁边被散热片遮盖的是驱动变压器和辅助变压器(待机变压器),负责将PWM集成电路输出的控制信号进行放大以驱动开关管进行工作,同时还可以将开关管工作的高压区和集成电路工作的低压区进行物理隔离。

5、低压滤波电路

这部分电路的作用主要是将+5V和+12V直流电中的纹波过滤掉,输出纯净的直流电信号。低压滤波电路采用了容量更高的滤波电容,通常为2200微法,这部分直接影响输出电流的纯度。

6、主控芯片

还有不可忽略的是电源上所使用主控制芯片,主要用来控制开关管的导通和截止,从而调节输出电压的高低。控制芯片同时还负责电压过载和电流短路保护,避免因电源固障时导致与其连接的电脑设备毁坏。虽然这些控制芯片在电源里面不象其他组成部分那么明显,但是它们却有着作为“大脑”发挥着重要的功能。了解了电脑电源内部工作原理以后就不用对着电源问题发愁了。

——电脑维修知识库略有改动

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