认识你的电源供应

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1、認識你的電源供應器-元件篇2009-12-0513:46转:認識你的電源供應器-元件篇转两篇技术文章，原作者：港都狼仔（台湾），http://www.xfastest.com/viewthread.php?tid=10411以往在採買電腦配件時，電源供應器是最容易被忽視的元件之一，不過其各路電壓輸出規格、電壓穩定性、發生異常時的保護性卻有相當重要的地位，因為主機內所有電腦配件的所需電力均需由電源供應器供應，同時隨著各裝置於不同狀態下的耗電量去調節輸出負載，又要兼顧長時間操作及全載輸出的穩定性，而電源供應器發生故障時或是負載產生異常，保護系統須立即介入，以避免過電

2、壓/電流造成裝置損壞；對於全球能源吃緊，新款電源供應器除了上述特性外，也開始講求提高轉換效率，例如80PLUS就是代表電源供應器通過高效率認證的標章之一。既然電源供應器所扮演的角色如此重要，以下的文章就要掀起電源供應器的神秘面紗，了解內部的元件種類及功能。常見的電腦用電源供應器的功能是將輸入的交流市電(AC110V/220V)，經過隔離型交換式降壓電路轉換出各裝置所需的各種低壓直流電：3.3V、5V、12V、-12V及提供電腦關閉時待命用的5VStandby(5VSB)。所以電源供應器內部同時具備了耐高壓、大功率的元件以及處理低電壓及控制信號的小功率元件。電源轉

3、換流程為交流輸入→EMI濾波電路→整流電路→功率因數修正電路(主動或是被動PFC)→功率級一次側(高壓側)開關電路轉換成脈流→主要變壓器→功率級二次側(低壓側)整流電路→電壓調整電路(例如磁性放大電路或是DC-DC轉換電路)→濾波(平滑輸出漣波，由電感及電容組成)電路→電源管理電路監控輸出。方塊圖如下圖所示：以下從交流輸入端EMI濾波電路常見的元件開始介紹。交流電輸入插座：此為交流電從外部輸入電源供應器的第一道關卡，為了阻隔來自電力線上干擾，以及避免電源供應器咦魉a生的交換雜訊經電力線往外散佈干擾其他用電裝置，都會於交流輸入端安裝一至二階的EMI(電磁干擾)Fi

4、lter(濾波器)，其功能就是一個低通濾波器，將交流電中所含高頻的雜訊旁路或是導向接地線，只讓60Hz左右的波型通過。上面照片中，中央為一體式EMI濾波器電源插座，濾波電路整個包於鐵殼中，能更有效避免雜訊外洩；右方的則是以小片電路板製作EMI濾波電路，通常使用於無足夠深度安裝一體式EMI濾波器的電源供應器，少了鐵皮外殼多少會有雜訊洩漏情形；而左邊的插座上只加上Cx與Cy電容(稍後會介紹)，使用這類設計的電源，其EMI濾波電路通常需要做在主電路板上，若是主電路板上的EMI電路區空空如也，就代表該區元件被省略掉了。目前使用12公分風扇的電源供應器內部空間都不太能塞下

5、一體式EMI濾波器，所以大多採用照片左右兩邊的做法。X電容(Cx，又稱為跨接線路濾波電容)：這是EMI濾波電路組成中，用來跨接火線(L)與中性線(N)間的電容，用途是消除來自電力線的低通常態雜訊。外觀如照片所示為方型，上方會打上X或X2字樣。Y電容(Cy，又稱為線路旁通電容器)：Y電容為跨接於浮接地(FG)和火線(L)/中性線(N)之間，用來消除高通常態及共態雜訊。而電腦用電源供應器中的FG點與金屬外殼、地線(E)及輸出端0V/GND共接，所以未連接接地線時，會經由兩顆串聯的Cy電容分壓出輸入電源一半的電位差(Vin/2)，人體碰觸到後就有可能產生感電現象。Y電

6、容的外觀如照片，呈圓餅狀。共態扼流圈(交連電感)：共模態扼流圈在濾波電路中為串聯在火線(L)與中性線(N)上，用來消除電力線上低通共態以及射頻雜訊。有些電源的輸入端線路，會有纏繞在磁芯上的設計，也可以當作是簡單的共態扼流圈。其外觀有環形與類似變壓器的方形，部分可以見到外露的線圈。PS:所謂共態雜訊，代表是L/N線對於地線E間的雜訊，而常態雜訊，則是L與N線之間的雜訊，EMI濾波器功能主要是消除及阻擋這兩類雜訊。在EMI濾波電路之後的是暫態保護電路及整流電路，常見的元件如下。保險絲：保險絲就是當其流過其上的電流值超出額定限度時，會以熔斷的方式來保護連接於後端電路，

7、一般使用於電源供應器中的保險絲為快熔型，比較好的會使用防爆式保險絲，其與一般保險絲最大的差別是外管為米色陶瓷管，內填充防火材質避免熔斷時產生火花。其安裝於電路板上的方式有如圖片上方的固定式(兩端直接套上導線座並焊於電路板上)以及圖片中央的可拆卸式(使用金屬夾片固定)。下方的方形元件是溫度保險絲，這類保險絲固定於大功率水泥電阻或是功率元件的散熱片上，主要是用於超溫保護，避免元件過熱而損壞或發生火災，這類保險絲也有與電流保險絲結合的版本，對電流及溫度進行雙重保護。負溫度係數電阻(NTC)：因為電源供應器接通電源瞬間，其內的高壓端電解電容屬於無電狀態，充電瞬間將產生過

8、大電流突波以及線路壓降，