本次文章咱们将会为您解读开关电源的作业办法和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功用。
现在首要包括两种电源类型：线性电源(linear)和开关电源(switching)。线性电源的作业原理是首要将127 V或许220 V市电经过变压器转为低压电，比如说12V，并且经过转化后的低压仍然是AC交流电;然后再经过一系列的二极管进行纠正和整流。个人PC所选用的电源都是依据一种名为“开关办法”的技能，所以咱们常常会将个人PC电源称之为——开关电源(Switching Mode Power Supplies，简称SMPS)，它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章咱们将会为您解读开关电源的作业办法和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功用。
线性电源知多少
现在首要包括两种电源类型：线性电源(linear)和开关电源(switching)。线性电源的作业原理是首要将127 V或许220 V市电经过变压器转为低压电，比如说12V，并且经过转化后的低压仍然是AC交流电;然后再经过一系列的二极管进行纠正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的3);下一步需求对脉动电压进行滤波，经过电容完结，然后将经过滤波后的低压交流电转化成DC直流电(配图1和2中的4);此刻得到的低压直流电仍然不行纯洁，会有必定的动摇(这种电压动摇便是咱们常说的纹波)，所以还需求稳压二极管或许电压整流电路进行纠正。最终，咱们就能够得到纯洁的低压DC直流电输出了(配图1和2中的5)
虽然说线性电源十分适合为低功耗设备供电，比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等，可是关于高功耗设备而言，线性电源将会无能为力。关于线性电源而言，其内部电容以及变压器的巨细和AC市电的频率成反比：也即说假如输入市电的频率越低时，线性电源就需求越大的电容和变压器，反之亦然。由于当时一向选用的是60Hz(有些国家是50Hz)频率的AC市电，这是一个相对较低的频率，所以其变压器以及电容的个头往往都相比照较大。此外，AC市电的浪涌越大，线性电源的变压器的个头就越大。由此可见，关于个人PC范畴而言，制作一台线性电源将会是一件张狂的行为，由于它的体积将会十分大、分量也会十分的重。所以说个人PC用户并不适合用线性电源。
开关电源知多少
开关电源能够经过高频开关办法很好的处理这一问题。关于高频开关电源而言，AC输入电压能够在进入变压器之前升压(升压前一般是50-60 KHz)。跟着输入电压的升高，变压器以及电容等元器件的个头就不必像线性电源那么的大。这种高频开关电源正是咱们的个人PC以及像VCR录像机这样的设备所需求的。需求阐明的是，咱们常常所说的“开关电源”其实是“高频开关电源”的缩写办法，和电源自身的封闭和敞开式没有任何关系的。事实上，终端用户的PC的电源选用的是一种更为优化的计划：闭回路体系(closed loop system)——担任操控开关管的电路，从电源的输出取得反应信号，然后依据PC的功耗来添加或许下降某一周期内的电压的占空比以便能够习惯电源的变压器(这个办法称作PWM，Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)。所以说，开关电源能够依据与之相连的耗电设备的功耗的巨细来自我调整，然后能够让变压器以及其他的元器件带走更少数的能量，并且下降发热量。反观线性电源，它的规划理念便是功率至上，即使负载电路并不需求很大电流。这样做的成果便是一切元件即使非必要的时分也作业在满负荷下，成果发生高许多的热量。
图解开关电源
下图3和4描绘的是开关电源的PWM反应机制。图3描绘的是没有PFC(Power Factor Correction，功率要素校对) 电路的廉价电源，图4描绘的是选用自动式PFC规划的中高端电源。
经过图3和图4的比照咱们能够看出两者的不同之处：一个具有自动式PFC电路而另一个不具有，后者没有110/220 V转化器，并且也没有电压倍压电路。下文咱们的要点将会是自动式PFC电源的解说。为了让读者能够更好的了解电源的作业原理，以上咱们供给的是十分根本的图解，图中并未包括其他额定的电路，比如说短路维护、待机电路以及PG信号发生器等等。当然了，假如您还想了解一下愈加翔实的图解，请看图5。假如看不懂也不要紧，由于这张图原本便是为那些专业电源规划人员看的。
你或许会问，图5规划图中为什么没有电压整流电路?(me：倍压)事实上，PWM电路现已担负起了电压整流的作业。输入电压在经过开关管之前将会再次校对，并且进入变压器的电压现已成为方形波。所以，变压器输出的波形也是方形波，而不是正弦波。由于此刻波形现已是方形波，所以电压能够垂手可得的被变压器转化为DC直流电压。也便是说，当电压被变压器从头校对之后，输出电压现已变成了DC直流电压。这便是为什么许多时分开关电源常常会被称之为DC-DC转化器。馈送PWM操控电路的回路担任一切需求的调理功用。假如输出电压错误时，PWM操控电路就会改动作业周期的操控信号以习惯变压器，最终将输出电压校对过来。这种状况常常会发生在PC功耗升高的时，此刻输出电压趋于下降，或许PC功耗下降的时，此刻输出电压趋于上升。在看下一页是，咱们有必要了解一下以下信息：
★在变压器之前的一切电路及模块称为“primary”(一次侧)，在变压器之后的一切电路及模块称为“secondary”(二次侧);
★选用自动式PFC规划的电源不具有110 V/ 220 V转化器，一起也没有电压倍压器;
★关于没有PFC电路的电源而言，假如110 V / 220 V被设定为110 V时，电流在进入整流桥之前，电源自身将会使用电压倍压器将110 V提升至220 V左右;
★PC电源上的开关管由一对功率MOSFET管构成，当然也有其他的组合办法，之后咱们将会详解;
★变压器所需波形为方形波，所以经过变压器后的电压波形都是方形波，而非正弦波;
★PWM操控电流往往都是%&&&&&%，通常是经过一个小的变压器与一次侧阻隔，而有时分也或许是经过耦合芯片(一种很小的带有LED和光电晶体管的IC芯片)和一次侧阻隔;
★PWM操控电路是依据电源的输出负载状况来操控电源的开关管的闭合的。假如输出电压过高或许过低时，PWM操控电路将会改动电压的波形以习惯开关管，然后到达校对输出电压的意图;
下一页咱们将经过图片来研讨电源的每一个模块和电路，经过实物图形象的告知你在电源中何处能找到它们。
电源内部揭秘
当你第一次翻开一台电源后(保证电源线没有和市电衔接，不然会被电到)，你或许会被里边那些奇奇怪怪的元器件搞得晕头转向，可是有两样东西你必定知道：电源电扇和散热片。
可是您应该很简略就能分辨出电源内部哪些元器件归于一次侧，哪些归于二次侧。一般来讲，假如你看到一个(选用自动式PFC电路的电源)或许两个(无PFC电路的电源)很大的滤波电容的话，那一侧便是一次侧。
一般状况下，在电源的两个散热片之间都会组织3个变压器，比如说图7所示，主变压器是最大个的那颗;中等“体型”的那颗往往担任+5VSB输出，而最小的那颗一般用于PWM操控电路，首要用于阻隔一次侧和二次侧部分(这也是为什么在上文图3和图4中的变压器上贴着“阻隔器”的标签)。有些电源并不把变压器当“阻隔器”来用，而是选用一颗或许多颗光耦(看起来像是%&&&&&%整合芯片)，也即说选用这种规划计划的电源只要两个变压器——主变压器和辅变压器。电源内部一般都有两个散热片，一个归于一次侧，另一个归于二次侧。假如是一台自动式PFC电源，那么它的在一次侧的散热片上，你能够看到开关管、PFC晶体管以及二极管。这也不是肯定的，由于也有些厂商或许会挑选将自动式PFC组件安装到独立的散热片上，此刻在一次侧会有两个散热片。在二次侧的散热片上，你会发现有一些整流器，它们看起来和三极管有点像，但事实上，它们都是有两颗功率二极管组合而成的。在二次侧的散热片周围，你还会看到许多%&&&&&%和电感线圈，一起一起组成了低压滤波模块——找到它们也就找到了二次侧。区别一次侧和二次侧更简略的办法便是跟着电源的线走。一般来讲，与输出线相连的往往是二次侧，而与输入线相连的是一次侧(从市电接入的输入线)。如图7所示。
以上咱们从微观的视点大致介绍了一下一台电源内部的各个模块。下面咱们细化一下，将论题转移到电源各个模块的元器件上来……
瞬变滤波电路解析
市电接入PC开关电源之后，首要进入瞬变滤波电路(Transient Filtering)，也便是咱们常说的EMI电路。下图8描绘的是一台PC电源的“引荐的”的瞬变滤波电路的电路图。
为什么要着重是“引荐的”的呢?由于市面上许多电源，尤其是低端电源，往往会省去图8中的一些%&&&&&%。所以说经过查看EMI电路是否有缩水就能够来判别你的电源质量的好坏。EMI电路电路的首要部件是MOV (l Oxide Varistor，金属氧化物压敏电阻)，或许压敏电阻(图8中RV1所示)，担任按捺市电瞬变中的尖
