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开关电源2006-11-20 08:39:00

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PFC

    PFC的英文全称为“Power Factor Correction”,意思是“功率因数”,指的是有效功率与总耗电量(视在功率)之间的关系,也就是有效功率除以总耗电量(视在功率)的比值。 基本上功率因素可以衡量电力被有效利用的程度,当功率因素值越大,代表其电力利用率越高。计算机开关电源是一种电容输入型电路,其电流和电压之间的相位差会造成交换功率的损失,此时便需要PFC电路提高功率因数。目前的PFC有两种,一种为被动式PFC(也称无源PFC)和主动式PFC(也称有源式PFC)。

被动式PFC

   
被动式PFC一般采用电感补偿方法使交流输入的基波电流与电压之间相位差减小来提高功率因数,被动式PFC包括静音式被动PFC和非静音式被动PFC。被动式PFC的功率因数只能达到0.7~0.8,它一般在高压滤波电容附近。

 

 

主动式PFC

    而主动式PFC则由电感电容及电子元器件组成,体积小、通过专用IC去调整电流的波形,对电流电压间的相位差进行补偿。主动式PFC可以达到较高的功率因数──通常可达98%以上,但成本也相对较高。此外,主动式PFC还可用作辅助电源,因此在使用主动式PFC电路中,往往不需要待机变压器,而且主动式PFC输出直流电压的纹波很小,这种电源不必采用很大容量的滤波电容。

 

 

 

高频变压器

    高频变压器是作为开关电源最主要的组成部分。开关电源一般采用半桥式功率转换电路,工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz的高频脉冲波,然后通过高频变压器进行降压,输出低电压的交流电,高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少。典型的半桥式变压电路中最为显眼的是三只高频变压器:主变压器、驱动变压器和辅助变压器(待机变压器),每种变压器在国家规定中都有各自的衡量标准,比如主变压器,只要是200W以上的电源,其磁芯直径(高度)就不得小于35mm。而辅助变压器,在电源功率不超过300W时其磁芯直径达到16mm就够了。

 

磁放大器

    磁放大器和其他磁性元件一样,在它的线圈里总是装有磁芯,它的核心是一个由非晶合金制成,具有矩形磁滞回线的环形磁芯,它不能提升电源功率,但可改善电源输出电压的稳定性。根据磁芯在生产过程中所使用的金属材料不同,可分为铁基非晶和钴基非晶,铁基非晶的特性较钴基非晶要差,但成本低,所以国内电源上普通都是使用铁基非晶。在大多数情况下只有一组线圈是用来控制电流的,磁放大器铁芯具有低磁性损耗,铁芯易饱和的特性。其工作原理可以描述成类似高速开关的晶体管,只要扼流线圈一受磁开关就断开,电流就不能输出,一旦磁芯材料达到饱和开关就接通,电流即开始输出。

 

 

压敏电阻

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压敏电阻也是每个电源必不可少的元件,散布在PCB上,其作用是对电源提供保护。其耐压值为270V,当市电电压超过270V时,压敏电阻就会被击穿,从而保护电源其它电路以及电脑配件的安全。所以它的原理基本和家用保险丝类似,使用自我熔断方式切断电流。

 

高压滤波电容

 

高压滤波电容的作用是滤除直流电中的杂波。高压滤波电容在电源中的作用非常重要,因此大家一定要重视。一般比较有经验的用户,常通过滤波电容容量的大小来直接推测电源的规格。需要注意的是,我们很难直接从尺寸去判断,只能从上面标示的规格来辨别

一般来说,145W使用220μF的电容、200W使用330μF的电容、250W至少要用470μF的电容,300W不得少于680μF350W400W要用到1000μF以上,450W就必须要用1200μF的容量才能够达到电源的基本需求。不过有些不法商家为了降低成本而使用较小的电容,甚至用“贴牌”的方式为电容“穿”上一层塑料膜,标上假的规格来欺骗消费者,这一点提醒用户特别注意。

 

 

低压滤波输出电路

 

通过开关变压器的高压直流电被降压为硬件可用的低压直流电,但这些直流电中还夹杂了一些杂波。为了确保电流的纯净,用电的安全,这时电源还为这些低压直流电准备了最后一道工序——低压滤波电路。一般低压滤波电路主要由两个大的扼流线圈和多个低压高容量的滤波电容组成。

 

温度控制

 

由于电脑所耗用的功率是时时刻刻在改变的,所以电源产生的热量也不会固定,有些厂商就强调有“温控”装置,可以随温度的高低去改变风扇的转速,使电源内部保持“恒温”,对稳定性有所帮助,也可以降低风扇噪音和增加风扇寿命,增加产品卖点。

 

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