菜鸟成长手册：电源基本工作原理介绍

天山雪

　　对于热爱DIY的朋友，可能CPU、显卡等直接影响到整体效能的配件比较感兴趣，而一直以来电源作为个人电脑中的一个重要组成部分则相对不太受到重视和关注，但其实电源这一配件的作用至关重要。为了让大家对电源这一部分有更多的认识和重视，接下来我们将推出一系列的电源基础充电知识连载，今天我们先来简单了解一下电源内部转换的基本原理。

　　作为PC的动力来源，电源的重要性不言而喻，它能直接影响到整部机器的稳定运行和整体性能发挥。由于早期电脑配件功耗方面要求较低，所以对电源的依赖性较少，在Pentium3时代以前，不是太受重视的，但由于近年来随着硬件设备特别是CPU和显卡的高速发展及更新换代，PC对供电的要求大幅提高，因此电源对整个系统的稳定性起着越来越重要的作用。

　　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。


电源是个人电脑中不可缺少的重要组成部件

　　PC电源的工作流程：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。



PC电源的工作流程

　　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


一级EMI滤波电路

　　1、220交流电进入电源，首先经过扼流线圈和电容，滤除高频杂波和同相干扰信号。这些扼流线圈和电容就组成了一级EMI滤波电路。


二级EMI滤波电路

　　2、通过一级EMI电路后，再由电感线圈和电容组成的二级EMI电路进一步滤除高频杂波。


有源PFC(主动式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。


无源PFC(被动式PFC)

　　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。



高压滤波电容