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？
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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。
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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？
3 p3 k- x& n( A8 E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：

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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？

7 U# D: P2 H% N( Q8 u( E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。

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。
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. @3 _, U/ k: o. B9 ?% m2 o此话当真？？

5 r6 r, l. ~- Q4 U' g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。

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

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PFC？有人问这个问题了，PFC是一个独立的电路，我们先放一边。

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半桥VS正激，孰为优谁为劣？？
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2 v1 Y, H- B. s" b! |# H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。
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1 i; Q. |$ M8 s% Q$ T# \; l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。
- U! v, ]6 }6 `2 {5 N3 f          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。
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$ U  ]9 c: m% I) M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%？
( p2 |; Q' w: p" E: p          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。
, X1 _; P4 Y2 }6 m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
+ ~1 v9 Y+ s! N) r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。

9 `. F1 B& _5 I好了，到这里答案很明显了，正激比半桥好。

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……
不要拿劣质或者未调试好的产品来说事嘛。
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5 e/ n: K" V: x; N, R1 [; q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。



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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。




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。
2 o/ D" i/ d  f3 Q8 |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。
（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。
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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。
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PFC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。
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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。


再讲下PFC。

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。
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2 @- }4 v& }7 T! }. i! S* n8 u1 l最后贴些图片并附加说明，多看就熟悉了。


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以上为半桥，下面为正激
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关于整流后的大电容：
* d0 q# j/ u( ?: L  j! w    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
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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

9 r# R, s( [% f1 z  A, x9 g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
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5 J/ Y- x, c+ e0 H5 r3 e2 A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。
8 ~, ~( ^5 l8 n) L    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（
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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
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是16MS。
, O- W* d- D6 p* W; [* Z/ _    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
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- M6 @6 Q# V7 N7 c0 {大电容。

    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
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员如何取，所以主动的电容容量可以小很多。
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- E$ T) ?5 _/ V( Z0 f    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。


  m2 l. h* T* ?/ F+ j3 xPFC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）
    A，电压电流相位差。
    THD电流总谐波失真。
) s/ I  p7 j! B2 H) W& H. P    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。
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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
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5 i! X/ a! L1 T) p磁芯中柱磨出数毫米空隙来储能，可以参看相关书籍。

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# u! \; D7 e& m# p" R+ p/ ~    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，

  z2 K9 u  o6 u2 Y7 U- t1 T6 W  i2 g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
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电感有关系。
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6 I4 y3 ^' G2 F' D12V、5V、3.3V
& X. j; d" e2 x6 Z% K; M     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

4 ~/ w. v5 y2 E6 U( ~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

9 H, X+ D7 z; L7 d* H# S) R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。

9 M- J2 U" k% T6 L4 E     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。

! M+ R6 U; @2 Z+ u+ N     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

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

单独从5V绕组上再用磁放大稳压。
  B' U) r! J% Y" T; r1 [0 D* U     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

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
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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。
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科普经典，学习中……