从整体到部分，图文并貌，详细易懂,教你如何辨别电源

远波

电源好坏与否该如何判断？
' d7 m$ O4 ]* Z0 Q: [1 g
有人说，我家电源用了三年了，什么事没有！仅此一点就断为好电源似乎论据不足，小猫也得要两三只嘛。
4 G+ s" k3 A- f
但是我们普通用户，没有专业知识，更没有仪器测试，那有什么搞头？
我们今天将讨论范围限定在PC电源，而且是我们买得到也买得起的绝大部分。

从这张对比图开始吧：

7 k/ o4 v) f  ^$ |' k! E- @
. E: E0 T/ ?" W( |* U) _; k' ]0 b* P

/ U0 x1 }8 F0 Z- Y/ G' \$ m假设两机输出功率相等，并且从商家那里得到价钱也相同，那你要哪款？
# o; o5 t  V" F: s$ L
好，在此我们引出讨论的第一点——整体。电源整体怎样，比如U是K7 OR K8？电源自然也有个整体结构，专业术语叫：拓扑。
# l3 N/ h5 c; w5 \# ~
拓扑之间本无高低贵贱，但在我们今天讨论的范围内却可分辨出电源性能。
; c& a0 S  m8 C
+ B3 O3 R$ Z& U( P此话当真？？

' o- n, W: @, u) O" c. @莫急莫急，继续看下去嘛，尤其注意看图。

我们范围内的电源拓扑基本分为两种：一、半桥；二、正激。
5 U. z0 @6 w/ |5 _( C2 E3 k$ s8 L
插一句，正激有单管（一个MOS）双管（二个MOS串联）之分，单管多在300W以下且少有主动PFC，两者区别小，网上众多的台达工包即为单管


: z2 K' r/ Y$ k. R5 n
: i# t2 |; q. F/ Y1 UPFC？有人问这个问题了，PFC是一个独立的电路，我们先放一边。
& O' {: W4 m* a8 c) f( W

半桥VS正激，孰为优谁为劣？？

既然比较，得先确定比较什么？电源参数众多，我们就选和我密切相关也是电源中最重要的说吧。
9 ?9 J& F  x0 N/ [5 K9 ~
输出功率：半桥至多500W的样子，当然如果加了PFC把电压升高也能到600W。
          正激有1200W的产品。
似乎正激占上风？但是我们平常大多用的也就300不到，所以多了也没什么用，算平手。

转换效率：半桥多在70%多一点的样子，当然，如果你使用同步整流的话据说能上80%？
          正激基本上能靠近80%，好点的都能到80+甚至80++，没用同步整流啊。
这个正激优势很明显，为什么？半桥均采用三极管做主开关管，正激用MOS管，三极管导通损耗，开关损耗均远大于MOS，且三极管做主开关管频率多为50K，MOS可以很轻松做100K。且在整个开关电源范围内，仍然使用三极管的只占一个零头，因为两者成本差距只有1美圆，却可以得到效率的巨大提升，实在不需要考虑了。

再插一句，这里如果半桥其他元件都用很好的而正激用很烂的
纹波加杂讯，动态：半桥只有单一一个电压反馈环，而正激除了有电压反馈外还有一个电流反馈，可以在每个开关周期逐周期控制电流大小，从而得到比半桥优秀得多的纹波加杂讯和动态。也就是说输出电压更稳定，电流更纯净。
1 K) I+ Q& C6 g% A5 s
1 o9 i9 ?* P3 V* c7 P+ B1 [好了，到这里答案很明显了，正激比半桥好。

$ m0 e% w7 \( }" \2 I) J# J: e可能有人会说，某某某电源是正激的，但是比不上半桥的某某，如何如何……
0 }5 V8 {$ L- X6 y: t& A$ C不要拿劣质或者未调试好的产品来说事嘛。

7 l$ _  B9 K& e: q! w0 y那如何分辨？

重要一点，半桥的看上去有三个在同一直线上的变压器，一个大的（主变），两个差不多体积小的（一个为三极管驱动变压器，基本在中间，一个为辅助电源变压器），据此99.9%可以判断为半桥，另半桥独有的其他元件还有隔直电容（靠近主变压器），加速电容两个（紧靠驱动变压器），主滤波电容为两个200V串联（正激非主动PFC也有用两个200V串联，这样可以用一开关切换输入电压为110V/220V，但主动PFC均是400V/450V电容，一个或者两个并联），就算采用主动PFC也是这样，还有半桥只有一个光偶。

- P0 V. q7 B; J
  j& l2 D4 }9 P& v. Y3 E

# w5 q$ s0 {4 s1 p: _9 j$ |6 H" v
- ~6 J- K0 W3 W* A: ~

正激，一大一小两变压器（大主变小辅助变压器），无加速电容、隔直电容等。
双管正激也有一个MOS驱动变压器，但是体积很小，花生米大小，且和主变、辅助变压器位置不在同一直线上，如图。
& D6 f/ w! x2 r% Y9 H# v
8 l* D3 d  t" L% `. _! {8 ]
  N5 k4 z* o8 s6 E% h7 {

2 T5 n- x, W' {1 O4 l说下部分吧，就是看元件，电容大家会了，说说磁性元件吧，这个对效率有很大影响。
EMI部分，有装好的怎么看优劣？有方型的也有环型，环型的好些，其实区别也不大，基本上中小功率用方型大功率用环型。

此外主动PFC有储能电感，输出端也有储能电感，都是环型的怎么比？看颜色。
5 V  R* f9 W! l6 A（蓝）黑、浅绿、黄一个比一个好，还有一种灰色的，那个就更好了。这个好坏就是比损耗大小，越小的当然就越好了。
; D$ W+ X7 f* V: N
! k4 y* r, B# p半桥要的就是低成本，所以输出储能电感基本都是最廉价的黄色磁环，正激稍微好点(就是功率大的）的都是浅绿色，高档的用黑色。
+ E! ]+ s: t* B4 I9 p
& R7 x5 |$ w* Q; a3 N% k% U! nPFC磁环因为储能大，所以需要优质磁环，基本是黑（蓝），当然也有用绿色的，那样需要加大体积或者两个串联。
* G5 e7 C  z/ ~: Q- h
; Z( k! r2 T+ Q; H* h1 C0 N) R/ C



- y9 m6 ?: W+ c1 `
还有就是输出线材，过安规产品线材也必须是安规认证，上面有小排字，其中有如18AWG，90℃。18AWG是线号，数字越小越粗，PC用的大功率是18号，小功率则多是20号。90℃是外皮塑料承受温度，因为电流流过线会发热。
2 m5 C4 d7 C3 u% S  g
: \, T: G+ p' `
( \* s- l3 Z" J& v$ d3 n8 U再讲下PFC。
7 c9 W: s  j" K3 n$ K! F: K
% A0 D* s+ q* E: f8 S  R) [3 M半桥、正激都可以采用被动或者主动PFC。被动不多说了，主动的话半桥多是加块小板而不多改动原来板子，正激因为有PFC和主电路控制集成芯片，电路也基本上是一体设计。而且正激高端，250W以上就基本采用双管加主动PFC了，尤其是近来的产品更是如此。

5 v" ]4 }$ v: e9 k' L; H: r
3 S# A/ T. D7 v3 o最后贴些图片并附加说明，多看就熟悉了。
7 k8 m( N1 w1 H
" a4 `. G1 w/ q* Y

以上为半桥，下面为正激
# c- m4 d1 V/ ^* d1 n
- ]/ m9 J4 T6 y% |
! Z- O& h- c& [) g8 x2 \

+ `8 H+ @- M+ |; i1 d
关于整流后的大电容：
    所有电解电容都有一个非常重要的参数，规格书中才能看到，Ripple Current纹波电流，就是电

容允许通过的最大电流值。因为电解有ESR等效串联电阻，而电阻通过电流是会发热的，电解有个温度
  Z& j. Q/ I: B6 p- Y  ]/ s, W
限制其实是指内部温升而不是外部温度。容量越大R.C也越大，同时相同品牌和型号且规格一样而体积
& |* @' }  u0 g6 B9 V# h
+ R: I( A. p) P' _( E5 L+ d不同体积大者R.C大，因为体积大散热好。这个是选择电容是从电容本身考虑的因素。
: p$ L8 }' E+ v# v4 j' v    另外还有一个因素就是电压保持时间HOLD-UP TIME，指在交流关闭后直流电压保持在正常范围（

7 `/ ?0 d8 ^, M( \7 ]多是5V在95%以上）的时间。这个时间就是电网交流电的周期，如在50Hz的我国是20MS，在60Hz的美国

5 K) H& S# i7 Z, {$ k1 w( S! m2 m是16MS。
, J) s4 I& Q  O5 h7 v" s5 k; j    在一台电源确定后，就是变压器，占空比，大电容上最低电压确定后这个保持时间就取决与这个
5 F  k+ G% T- D$ b
大电容。

7 y( b+ r5 L4 t5 w9 S% x    主动PFC有升压作用，大电容上电压为380~400，分段PFC在AC低压130V以下为300V，具体看设计人

员如何取，所以主动的电容容量可以小很多。
3 D: z# w. r/ Z% j5 p5 m( d9 Q
9 T5 X% \5 p# p    总的说大电容取多少主要取决与上面两点，我们要做测试最后决定。

    半桥因为结构原因必须要两个大电容串联，其变压器一次侧一端需要接在两个电容中间。


8 q+ p9 q' M1 \8 p! [PFC和后面变换是独立的，当然有PFC的话尤其是主动后面变换部分的确要轻松很多。而且有PFC输

出杂讯低，主动比被动更低。
    PF=COS(A)*1/√（1+THD*THD）
2 N( Y2 a/ R$ n1 W    A，电压电流相位差。
    THD电流总谐波失真。
    所以电流畸变大和PF值低是一致的，至于对后面影响我也不太清楚，我认为是没有的。


2 w: B. A: [$ t- k康舒用铁氧体EE型磁芯做PFC储能电感和磁粉芯材质的磁环比较，主要是用铁氧体要磨气隙，就是把EE

磁芯中柱磨出数毫米空隙来储能，可以参看相关书籍。

$ B' t$ s# k# G& n$ L! |
    电源频率高也才100K，ESL可以忽略。ESR嘛只要是开关电源高频用的都是低ESR，但还有极低等，
4 `$ V8 m& e3 }% ]! P3 e
可以找些电容规格书来看，ESR影响输出纹波大小，具体还是专业书讲得清楚，因为这个还和输出储能
* Z7 n. ^$ {1 n- A. r
电感有关系。
' i/ U. v" j% R% x9 \
- D8 B5 c: E6 s6 e" l
12V、5V、3.3V
4 F9 z3 K# s$ G% Y, e     变压器里面，包括整流、滤波都只有一路12V，在最后面才分成多组，各组通过一个10毫欧左右
# C6 H* @/ R- B6 x
  ^) `0 f+ C3 \- E4 T6 T$ s7 l电阻一头接在一起，即输出电容上，另一头就是各个12V，这个电阻就是电流取样电阻，电阻上的电压

8 l) Y0 L+ e. u6 J5 q( A- G" x送IC检测，本版块我有答复过这个问题，可以去搜索多组12V看看。

     用双变压器就是单个变压器传送能量有限制，才用两个，用一个变压器饱和，开关管烧毁。

     3.3V其实，这个要先说下我们PC电源变压器二次测的绕组匝数，5V为3匝，12V为7匝，3.3V本来

  z' o; h" K4 Y; v, A可以用2匝，早期也的确就是这么做的。后来这样输出失调不好控制，各组输出越来越大，所以3.3V才

9 r, l  S5 C( ]+ k5 ~  u单独从5V绕组上再用磁放大稳压。
; o2 {6 U' M  c     5V、3.3V分别用磁放大稳压可以获得非常好的电压失调。其实这样做也有点无奈的味道，前面说
, L" d9 q. a/ A) U( k0 P7 W2 W
了PC电源二次测的匝数，但是某些高档的却不是这个匝数，以至5V或者12V有一组的匝数不是整数，比

如TT ToughPower 12V用4匝那5V用多少，4*5/12？所有5和3.3都用2匝再用磁放大。

     磁放大电感其实也是一个开关，只是这个开关只有在高频电流通过才能起开关的作用，这样和PWM调制一样可以控制输出电压。

$ \4 U# Q, J5 \. W% U$ m4 p

ynw815

科普经典，学习中……