品质讲堂第一课:双晶电源结构与优点

互联网 | 编辑: 孔庆祎 2012-06-14 17:10:00转载-投稿

高考结束后DIY市场必然会迎来一轮装机潮,不过大多数未来的天之骄子们可能并不了解DIY电脑知识。既然是一个没有作业的暑假,那么小编就在这里给大家说说关于DIY时所要了解的事儿,今天的第一课我们从主流优质电源的拓扑结构说起,感兴趣的学子们和DIY小白不妨关注一下。

高考结束后DIY市场必然会迎来一轮装机潮,不过大多数未来的天之骄子们可能并不了解DIY电脑知识。既然是一个没有作业的暑假,那么小编就在这里给大家说说关于DIY时所要了解的事儿,今天的第一课我们从主流优质电源的拓扑结构说起,感兴趣的学子们和DIY小白不妨关注一下。

电源是PC中相当重要的一个组成部件,它承担着为主机平台上所有硬件提供运行电力的责任,因此对于许多DIY老手来说选个好电源往往是装好PC的第一步。普通PC电源的主要工作流程如下:

我们要谈的拓扑结构在电源中扮演的是“开关电路”的角色,开关电路的作用是把高压直流电转换为低压直流电,由于电源工作时会因为发热导致电能损耗,因此开关电路的好坏也直接决定着电源转换效率的高低。近年来许多优质电源普遍采用的是双晶顺向(又叫双管正激)电路拓扑架构,还有一些高转换效率电源是采用了LLC谐振半桥拓扑架构。

双晶顺向(俗称双管正激):

双晶顺向拓扑结构由两个功率开关和两个二极管构成,当两个开关管同时关断时,磁通复位电路的两个二极管同时导通,输入的电流母线电压反向加在变压器的初级励磁电感上,使得励磁电流从最大值线性减小为0,完成变压器磁通的复位,并将存储在电感中的能量返回到输入端,除了热能损耗外几乎没有功率损耗,从而提高了电源的转换效率。

作为一种较为先进的电源拓扑架构,双晶顺向的优点是显而易见的。首先双晶顺向的好处在于每个MOS管只需要承受一倍的开关电压,不像单晶顺向(即单管正激)的MOS管要迎接双倍输入电压的冲击,对于电源来说这样更加安全,双晶顺向结构中MOS管耐压值的提高也为电源提供了更高的功率设计区间,而且相对简单的结构更利于电路品质的控制。其次由于双晶顺向的低功率损耗特点使其具备了提升电源转换效率的作用,目前包括大批80PLUS认证电源在内的许多优质节能电源主要采用的就是双晶顺向的拓扑结构,在进行变压时利用双晶顺向更低的电能损耗使得电源的转换效率得到进一步提高,在当前低碳环保的趋势下,高转换效率的节能电源显然更受欢迎。

上图是一款军威巴顿电源,它所采用的正是双晶顺向拓扑结构,图中方框里一大一小两个变压器设计可以看成是双晶顺向拓扑结构的标志。除了双晶顺向拓扑结构外,这款电源的一、二级EMI滤波、主动PFC电路和低压滤波输出部分的用料也相当的扎实,为电源进行市电滤波、高压整流滤波、变压器变压、低压整流滤波等一系列工作提供了可靠的保障。在这款电源的右侧还加入了独立的模组化接口PCB,这也是在中高端电源中才可以看到的设计和做工。

LLC谐振半桥:

LLC电路比较简单,它是由一个电感L,一个电容C,一个变压器L组成的谐振变换器,通过半桥开关频率的变化来调整输出电压的。当频率变化时,传送到变压器的能量也会产生变化。

上图中的电源就是采用LLC谐振半桥电路设计,它的LLC是由两个电感和一个电容串联而成,由于采用了零电压开关 (ZVS) 技术,所以导通损耗非常低,且EMI也被降低,这也是为什么不少80PLUS金牌电源采用LLC谐振电路的原因。优秀的LLC具有转换效率高、输出波纹小、发热小等特点,因此经常被用于追求高转换效率的电源产品之中。

选择,转换效率并不是全部:

LLC谐振电路虽然在转换效率方面比双管正激电路略占优势,但由于它的输出波纹控制能力不强,动态性能较弱,仅在谐振点附近效率较高,不适合应用于宽输入电压范围。而双管正激电路相对来说往往在兼顾了节能效果与电路品质的同时,稳定性与可靠性方面表现也相当出色。客观地来看,目前采用双管正激拓扑架构的电源综合表现更为理想。如果大家近期准备组装电脑,那么选择一款真材实料的双管正激+主动式PFC的电源是不会错的。

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