PC开关电源知识入门与进阶:结构剖析 - 图文

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倍压电路里的大电解电容

倍压电路的大电解电容由电源中取出的样子

在两个大电解电容旁边你可以找到一个全桥整流器。这个桥式整流器可以由分立的四颗二极管或单一封装的元件组成,见下图。在高瓦数电源里这个整流桥要安装散热片辅助散热。

整流桥

在一次侧你还能找到一个NTC热敏电阻,这是一个能随着电源温度升高而降低自身阻值的电阻。它用来在电源工作少许时间、温度上升到一定程度时重置电力供应。“NTC”代表负温度系数(Negative Temperature Coefficient)。这个元件长得像一片圆片型陶瓷电容,通常是橄榄绿色。 注:NTC热敏电阻的工作原理如下。在计算机冷启动时会产生一个很大的浪涌电流,可能烧毁电源和主机内部,而NTC热敏电阻具有负的温度系数,阻值对温度呈负指数关系,零功率下有一个较高的阻值而工作温度下阻值接近零。因而在冷启动初始时NTC电阻串入电路可以将浪涌电流大部分抑制掉。当计算机工作少许时间后,NTC电阻温度上升到工作区间,自身阻值下降到很低的数值可以忽略不计,不会对输出电流产生影响,可以避免过多功耗。采用热敏电阻抑制浪涌的一个缺点是,当第一次通电时需要花一些时间让其电阻下降到工作阻值。如果此时交流输入过小,调整也就无法形成足够的升温期。再者,当关断电源后快速地重新接通时,热敏电阻还未完全冷却,将部分丧失浪涌抑制功能。这也就是为何短暂地关掉又开启电源是有害操作的原因,除非有针对这种情况的专门设计。电源的防浪涌电流设计还有其它几种方式。串联普通电阻而非热敏电阻是小功率应用中的一种简单做法,但是在电流增大时显然导通损耗会比较大。对于大功率变换器可采用有源抑制电路,在启动之后使用双向三极晶闸管或继电器将抑制电阻旁路掉,对晶闸管或继电器的工作方式需要合适的电路来控制。

显然这个电路只有在配备了有源PFC的电源上才能找到,下图是一个典型的有源PFC电路框图。

有源PFC电路

有源PFC电路通常使用两个功率MOSFET开关管。这两个开关管固定在电源一次侧的散热片上。为方便记忆,我们用字母标记每个MOSFET的三个引脚,S表示源极,D表示漏极而G表示栅极。 PFC二极管是一颗通常封装的很像功率晶体管(但只有两根针脚)的功率二极管,它也固定在电源一次侧的散热片上。 上图中所示的PFC线圈是电源中个头最大的线圈绕组。而搭配的滤波电容也是带有此类电路的电源中个头最大的电容。 PFC二极管后串联的电阻是NTC热敏电阻,和前一页提到的NTC热敏电阻起相同作用。 有源PFC电路通常由一个集成电路控制。有时这个电路还负责控制PWM开关电路(用来控制主开关管的开关),此类集成电路称作“PFC/PWM Combo”。 我们来看一些实际的例子。在下图当中去掉了一次侧散热片以便读者看清元件。图片右方你可以看到前面讨论过的瞬态滤波电路元件。左方是有源PFC部分的元件。因为一次侧散热片被摘下,PFC开关管和PFC二极管(事实上还有主开关管)在这里是看不到的。如果仔细观察你会发现在整流桥和有源PFC电路之间有一颗X电容(整流桥散热片下方露出一角的棕色方块)。那个长得像圆片陶瓷电容且呈深绿色的热敏电阻,正如你所看到的,通常外面包着热缩管。我们刚刚提到,这个电源当中能找到的最大个的线圈通常是有源PFC的线圈。

有源PFC部件一览

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