作用对号入座 PC能源的元器件篇
一波三折的南非世界杯终于落下帷幕,新科冠军西班牙在加时赛上的绝杀让荷兰成为史上首支3次决赛全部输球的“无冕之王”……当一切成埃落定之后,人们不得不反思对于一个整体来讲各部分的配合才能取得最后的胜利,任何单方面的强大终难成就大的胜利。
前面三期的电源讲堂已从各个大的方面抓手让用户来区分和认识一款开关电源的构造与优劣,今天笔者将为大家来介绍组成这些架构的元器件,正是这些看似无关紧要的元器件打造出了一款电源产品。
后面将要介绍的元器件我们本篇中只提及它们所应当尽到的“责任”,至于各大品牌中相同元件使用的个数和质量暂不讨论,毕竟这些用料也随着科技的发展而变化,成本与性能的权衡在不同人心中也不会统一。
抗传导第一步——X电容和Y电容
从市电也就是交流电接入到电源后分为了3个端子:火线(L)、零线(N)和地线(G)。开关电源的第一道元器件就是夹在这些地方的安全电容来抑制EMI传导干扰,:X电容和Y电容。
EMI传导干扰大体的理解就是一些共模信号和差模信号,相应的X电容与Y电容的作用为:X电容是用于差模滤波的,即并联于输入的两端.滤除L,N线之间的差模信号;Y电容用于共模滤波,它接于L于地或N于地之间,滤除L对地或N对地的共模信号。(Y电容通常对称使用)
它们的位置分别是:
X电容:在火线和零线抑制之间并联的电容。
Y电容:在火线和地线之间以及在零线和地线之间并接的电容。
特别需要指出的是作为安全电容的Y电容,要求必须取得安全检测机构的认证。Y电容外观多为橙色或蓝色,一般都标有安全认证标志(如UL、CSA等标识)和耐压AC250V或AC275V字样。然而,其真正的直流耐压高达5000V以上。 必须强调,Y电容不得随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的普通电容来代用。
X电容一般都标有安全认证标志和耐压AC250V或AC275V字样,但其真正的直流耐压高达2000V以上,使用的时候不要随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的的普通电容来代用。
另外一点需要提醒用户的是通常X电容多选用纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容。这种类型的电容,体积较大,但其允许瞬间充放电的电流也很大,而其内阻相应较小。普通电容纹波电流的指标都很低,动态内阻较高。用普通电容代替X电容,除了电容耐压无法满足标准之外,纹波电流指标也难以符合要求。
3C认证以何为准——电源中的电感作用
我们市场看到电源的各种认证标签,3C认证也是这中间最为经常露脸的一个,那么与3C认证相关的元器件又是哪些呢?3C认证的主要考核目的在于让产品的安全性得到保证,电源的辐射等对于人体危害是最大的。正是因为此才出现了电源中的电感。
共模电感:作用就是减少辐射,降低高频共模噪声;它的线圈绕组方式也不太一样,分别是两个电感线圈缠绕在一个骨架上,而源头则与零线和火线串联。对于其原理想要深入了解的用户可以关注一下。
对共模噪声,共模电感有明显的抑制作用,共模电流通过元件的时候,两个电感的电感量会叠加;而对于差摸噪声,两个电感量相当于取差,点感值减小,所以抑制效果会减弱。并且不能由电容等东西来代替。所以在用户看到一些用料比较“猛”的产品时,共模电感是必须存在的,切记不能因为其他电容众多而被忽悠。
小魔术——整流桥交流变直流
整流桥,它的出现是因为我们所用到的所有硬件都只能使用直流电。在市电交流电进过滤波电路之后,就需要将交流变成直流电。
整流桥的工作原理很简单:由半导体二级管组成的整流桥因为“单向导电性”和组成的“桥式电路”让交流电的正、负期间,分别走不同的路径,从而得到了方向恒定的直流电。
很多人都不太明白整流桥上面的数字都代表什么,其实区分非常简单,它们之关系到整流桥的工作电压和正向最大电流,一般整流桥命名中有3个数字,第一个数字代表额定电流;后面两个数字代表额定电压(数字*100)。例如:SBL410,即4A、1000V。
倍压or大容量 电源中的大号电容介绍
这里又要回到我们之前提到的主动PFC电容以及被动PFC电路设计了,在被动PFC电路中,经常出现两颗电解电容串联来组成倍压器,在输入电压为110V时,通过连通110V输入开关,整流桥中的两个二极管处于反偏状态,另两个二极管在正负半个周期内轮流为电容充电,电容上的电压就是火线零线之间的电压绝对值。因为输出电压是两颗电容串联的电压,所以就起到了倍压整流的效果。
当输入电压为220V时一定不能将开关扳到倍压整流模式,否则一次侧整流输出电压过高会烧电源。倍压输入电路的电容容量随不同结构有不同的需求。对于半桥拓扑的电源,一次侧的两颗大电容的容量要求比较高。
主动PFC一般配备一颗耐压值400V左右(比如450V,这个值也可能有小变化)的电容,因为主动PFC电路本身有升压功能,不需要倍压输入电路,可以只用一颗电容。当然也可以用两颗或更多颗并联在一起,有的是为了增加电容容量,有的是因为空间限制不能放置单颗太大的电容。
小器件决定大用途 PC能源尴尬上路
对于电源来说这些基本的元器件基本都介绍完了,其实一些相对来说比较关键的元器件我们并没有提到,这是因为目前市售电源来看在缺少这些重要的元器件下还可以“正常”的工作一段时间,只是“工作质量”没有保证,功率稍微大一些的则可能出现爆浆,击穿主板等等无限种可能的危险。
所以在看过前面几期电源讲堂的朋友一定不要错过下期内容,因为下期内容会涉及到一些被利益熏心的厂商隐藏掉的关键元器件,从而揭示为什么现在突然冒出很多品牌来做电源,原因自然是金钱的驱使……
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