從零開始，合芯半導(dǎo)體帶你認識電源內(nèi)部的元器件（一）

       在我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫募矣秒娖?、汽車電子、手機電腦等都首先要同我們的220V市電打交道，這就離不開電源轉(zhuǎn)換。電源不像處理器，可以看規(guī)格知性能;電源也不像顯卡，由一顆關(guān)鍵的GPU來決定檔次。 一款好的電源除了滿足功率需求以外，還必須考量穩(wěn)定、節(jié)能、靜音、安全等多方面的因素。在沒有專業(yè)設(shè)備進行檢測的情況下，我們只有了解一些電源的基本原理和元器件知識，才能做到對電源“一目了然”。

抓住關(guān)鍵，不再眼暈

從外面看起來，電源的個頭也就比一塊“板磚”大一點，但它“肚子”里裝的東西可著實不少。

拆開外殼，我們能看到數(shù)以百計的、各式各樣的電子元器件和復(fù)雜交錯的線纜，不免讓人眼暈。俗話說“擒賊先擒王”，在觀察電源時，我們也應(yīng)該著重留意以下幾個部分。

某電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，序號1～6分別標(biāo)識出了大家應(yīng)該著重觀察的部分。

1. 一、二級EMI濾波電路。這部分的作用是將外部電網(wǎng)進入的市電進行過濾，得到比較純凈的交流電供后續(xù)使用。

2. PFC電路。它的作用是在交流電轉(zhuǎn)換成直流電的過程中減少諧波，降低對室內(nèi)電網(wǎng)和市電電網(wǎng)的干擾，減少市電損耗。

3. 高壓濾波電容。它的作用是凈化高壓直流電，為后續(xù)的高低壓轉(zhuǎn)換提供相對“純凈”的電流。

4. 電源拓撲。拓撲就是指電源的整體結(jié)構(gòu)，它直接影響到電源的轉(zhuǎn)換效率。

5. 低壓濾波電路的電感線圈。其作用是穩(wěn)定輸出端的電壓和電流，與電腦硬件系統(tǒng)的穩(wěn)定使用有直接的關(guān)系。

6. 散熱片。在變壓器和開關(guān)電路進行電壓轉(zhuǎn)換時，會產(chǎn)生大量的熱量，因此需要散熱片迅速轉(zhuǎn)移熱量。

二級EMI濾波電路

國家3C認證強制要求上市的電源必須通過EMI防電磁輻射認證，因此合格的電源都應(yīng)該具有EMI濾波電路。

一級EMI濾波電路位于電源接口處，做工更好的電路還具有獨立PCB板和電感線圈。

二級EMI濾波電路通常在電源的主PCB板上，由電感線圈和電容等元器件組成。

某劣質(zhì)電源上的二級EMI濾波電路唱了“空城計”

不過低端電源往往只有一級EMI濾波電路，稍好一點的電源都應(yīng)該具有完整的一、二級EMI濾波電路。

PFC電路

PFC電路分為被動式和主動式兩種，現(xiàn)在大部分電源都是采用的主動式PFC。

被動式PFC均采用這種“大個頭”的電感

主動式PFC的電感線圈往往位于高壓濾波電容的前方

被動式PFC的功率因數(shù)普遍在0.7左右，主動式PFC的功率因數(shù)則高達0.9以上，明顯優(yōu)于被動式PFC。兩者的分辨也相當(dāng)容易。

高壓濾波電容

哪些是高壓濾波電容?很簡單，電源里面最高、最大的電容即是(1～2顆)。

比較電容時，原則上只能與同類型的電源相比，因為在相同功率下，被動式PFC電源所需的電容容量比主動式要大。

在同級比較時，我們可以看到高壓濾波電容的容量、耐壓值和耐溫值，理論上這三項數(shù)值越大越好。

電源采用主動式PFC，因此使用容量為330μF的高壓濾波電容就能滿足需求。該電容的耐壓值為400V，耐溫值為85℃。

電源拓撲

簡單說來，在前幾年電源的拓撲可分為半橋式和正激式兩種，現(xiàn)在基本以正激式為主。半橋式是傳統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)，通常轉(zhuǎn)換效率不高;而正激式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換效率容易做到80%以上。

傳統(tǒng)的半橋式拓撲

正激式拓撲有助于提高轉(zhuǎn)換效率

在進行分辨時，我們不妨采用排除法：在半橋式電源的中央，必定有三個變壓器，并且一大兩小，排成一條直線;如果你的電源不是這種結(jié)構(gòu)，那么恭喜你，這多半是正激式電源。

低壓慮波電路的電感線圈

在低壓濾波電路部分，我們主要看電感線圈的大小、匝數(shù)和顏色。自然是線圈越大、匝數(shù)越多越好;至于顏色，理論上從優(yōu)到劣分別為灰色、黑色、淺綠色和黃色，電感越好損耗越小。

低壓濾波電路部分主要看電感線圈

散熱片

散熱片的作用不需多說，發(fā)熱量較大的開關(guān)管和肖特基管都常常安裝在散熱片上。

目前市售電源普遍采用鋁質(zhì)散熱片，通常越厚越好;同時為了在有限的空間內(nèi)擴大散熱面積，大部分散熱片都開有鰭片，理論上鰭片越多越好。