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電腦DIY科普:電源的主流結構你懂嗎?

2022-03-26由 科技正能量 發表于 畜牧業

康舒電源怎麼樣

接上插頭、按下按鈕,開機完成,簡單輕鬆。電源的基石級別作用,卻往往被人忽視。人們在選購電源的時候,總是把目光放到額定功率、80 Plus認證、模組設計、各路輸出等表面的引數。其實,認識電源到一定境界,就會不自覺地追本溯源。雙管正激、LLC諧振、單磁放大一個個陌生的名字,卻與每一個電源息息相關。如果你連這些名詞都搞懂了,那你就能完全瞭解電源的結構了。

電腦DIY科普:電源的主流結構你懂嗎?

一、半橋與正激

飯菜可口與否可以嚐出來,衣裳漂亮與否可以看出來,電腦快慢與否可以用出來……

1、那電源好壞與否該如何判斷?

電腦DIY科普:電源的主流結構你懂嗎?

對比一

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對比二

假設兩機輸出功率相等,並且從商家那裡得到價錢也相同,那你要哪款? 所以,我們要從電源的結構才能看出,就如你會從PCB會看顯示卡那樣,從整體結構就能看出好壞。不過對於電源,這個整體結構有一個專業術語,叫:拓撲。

電腦DIY科普:電源的主流結構你懂嗎?

半橋電路圖

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正激電路圖

電源拓撲基本分為兩種:一、半橋;二、正激。拓撲之間本無高低貴賤,但是從做工、用料等方面可分辨出電源效能。下面我們簡單比較下半橋以及正激。

輸出功率:半橋最多500W的樣子,如果加了PFC把電壓升高也能到600W;正激的電源有1200W的產品。

轉換效率:半橋多在70%多一點的樣子,如果使用同步整流的話能上80%; 正激的即使是最爛的沒有同步整流的也基本上能達到80%。

容易看出,正激拓撲電路的優勢十分明顯。此時不少朋友的心中會發出“為什麼”三個字了。

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三極體

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MOS管

這是因為,半橋均採用三極體做主開關管,正激用MOS管,三極體導通損耗,開關損耗均遠大於MOS,且三極體做主開關管頻率多為50K,MOS可以很輕鬆做100K。所以,整個開關電源範圍內,仍然使用三極體做拓撲的只佔一個零頭,因為兩者成本差距只有1美元,但MOS可以得到效率的巨大提升,實在不需要考慮了。

2、那麼,如果要區分的話,會有怎樣的特徵呢?

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半橋電路的電源結構

半橋的看上去有三個在同一直線上的變壓器,一個大的(主變),兩個差不多體積小的(一個為三極體驅動變壓器,基本在中間,一個為輔助電源變壓器),據此99。9%可以判斷為半橋,另半橋獨有的其他元件還有隔直電容(靠近主變壓器),加速電容兩個(緊靠驅動變壓器),主濾波電容為兩個200V串聯(正激非主動PFC也有用兩個200V串聯,這樣可以用一開關切換輸入電壓為110V/220V。

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正激電路的電源結構

正激,一大一小兩變壓器(大主變小輔助變壓器),無加速電容、隔直電容等。雙管正激也有一個MOS驅動變壓器,但是體積很小,花生米大小,且和主變、輔助變壓器位置不在同一直線上,如圖。

說完那麼多,小編無非就為了說明一個事實,就是正激拓撲電路的電源遠多於半橋拓撲電路的。簡單來說,如今是正激拓撲電路的時代。

二、各種結構以及典型例子

事實上,目前主流電源大部分採用了雙管正激架構,少部分為LLC諧振架構,雙管正激架構根據整流的不同以及功率方大的做法不同還進行不同的結構區分。那麼,不同的架構有什麼特徵以及不足呢?下面我們就詳細敘述下。

1、雙管正激+肖特基整流+單磁放大

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航嘉 冷靜王WIN7

該類電源一般出現在低端較多,好壞參差不齊。按好的來說,動態性有一定的保證,在低瓦數超超頻也得心印手。部分紋波輸出也做的很漂亮。不過穩壓相對要弱一些,特別是交叉負載和拉偏負載。因為單磁結構的,造成拉偏負載會基本擦線合格。部分口碑較好的電源也是過不了拉偏。因為當晶片和顯示卡負載拉高,12V電流巨大,5V一般應用,完全不行,這樣電壓偏離會相對比較厲害。而5V主供硬碟,後果可想而知。

因此單磁結構一般不建議選擇超過500W的。轉換率方面由於採用肖基特整流,該方案大多應用於白牌或者銅牌電源。

2、雙管正激+肖特基整流+雙磁放大

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海盜船 GS600

該類電源用於高瓦數白牌或者銅牌居多,相對單磁電源12V空載的情況也極少有。一般作為多卡廉價電源的首選。穩壓也做到比單磁好,交叉拉偏也相對的心應手。

3、雙管正激+肖特基整流+DC-DC

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安鈦克 TPN550

該類電源缺點轉換率不高,但是其他方面表現的都不錯。作為中端電源的代表作也相當多,日常超頻也好,方案好的輸出可以做的相當漂亮。在千元以下作為主流方案。

4、雙管正激+同步整流+DC-DC

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鑫谷 GP600G

相比之前的轉換率提升了,有銀牌甚至還有做的金牌的。目前來看白金就別想了。

5、LLC半橋諧振+同步整流+DC-DC

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海韻 G-450

最後提提屬於半橋拓撲的電源。這類電源的優勢就是轉換率可以做的很高,做的金牌很容易。缺點就是動態性較差,動態負載的話瓦數越高,相對問題也越明顯。所以該類電源在850W以上就很難再做,也不乏改良動態性和紋波輸出的產品,優質電源也比比皆是,就看廠家怎麼做了。

對於紋波的問題,這類結構紋波輸出全靠二次側輸出電容。需要一堆電容甚至是固態電容才能將紋波做的很漂亮。對於動態性也需要大容量電容來彌補電壓的變化。當然這些成本都不低,但是可以省下儲能電感的成本。大電流電感成本佔比非常大的,繞線電流大、直徑大,並繞線材多,完全無法用機器繞制,必須人工繞,屬高強度的技術活,成本相對較高。

鑑於以上這幾點,搭配雙磁或者肖基特整流的產品實屬不多。

三、PConline 總結

大家熟悉的一些廠家,比如臺達,海韻,全漢,康舒等都是代工廠家。而安鈦克,海盜船會要求那些廠家代工電源然後銷售。一個方案可以更改元件使測試發生變化。一般只要知道方案就可以知道這款電源的大致表現,然後看用料規格基本可以猜出個一二。對於每種方案的表現,就算是相同結構的也會有比較大的差異。

電腦DIY科普:電源的主流結構你懂嗎?

看了那麼多名詞解釋,相信大家都蒙圈了。其實,這些都是從底層的電路的角度說電源,就如和一個只會玩硬體的玩家談學術那樣。其實,我們在實際選購的時候,只需要關注那些老生常談的引數就行。