開關(guān)電源工作原理詳細分析

看圖說話：電源內(nèi)部揭秘

當你第一次打開一臺電源后(確保電源線沒有和市電連接，否則會被電到)，你可能會被里面那些奇奇怪怪的元器件搞得暈頭轉(zhuǎn)向，但是有兩樣?xùn)|西你肯定認識：電源風(fēng)扇和散熱片。

開關(guān)電源內(nèi)部

但是您應(yīng)該很容易就能分辨出電源內(nèi)部哪些元器件屬于一次側(cè)，哪些屬于二次側(cè)。一般來講，如果你看到一個(采用主動式PFC電路的電源)或者兩個(無PFC電路的電源)很大的濾波電容的話，那一側(cè)就是一次側(cè)。

一般情況下，再電源的兩個散熱片之間都會安排3個變壓器，比如說圖7所示，主變壓器是最大個的那顆;中等“體型”的那顆往往負責+5VSB輸出，而最小的那顆一般用于PWM控制電路，主要用于隔離一次側(cè)和二次側(cè)部分(這也是為什么在上文圖3和圖4中的變壓器上貼著“隔離器”的標簽)。有些電源并不把變壓器當“隔離器”來用，而是采用一顆或者多顆光耦(看起來像是IC整合芯片)，也即說采用這種設(shè)計方案的電源只有兩個變壓器——主變壓器和輔變壓器。

電源內(nèi)部一般都有兩個散熱片，一個屬于一次側(cè)，另一個屬于二次側(cè)。如果是一臺主動式PFC電源，那么它的在一次側(cè)的散熱片上，你可以看到開關(guān)管、PFC晶體管以及二極管。這也不是絕對的，因為也有些廠商可能會選擇將主動式PFC組件安裝到獨立的散熱片上，此時在一次側(cè)會有兩個散熱片。

在二次側(cè)的散熱片上，你會發(fā)現(xiàn)有一些整流器，它們看起來和三極管有點像，但事實上，它們都是有兩顆功率二極管組合而成的。

在二次側(cè)的散熱片旁邊，你還會看到很多電容和電感線圈，共同共同組成了低壓濾波模塊——找到它們也就找到了二次側(cè)。

區(qū)分一次側(cè)和二次側(cè)更簡單的方法就是跟著電源的線走。一般來講，與輸出線相連的往往是二次側(cè)，而與輸入線相連的是一次側(cè)(從市電接入的輸入線)。如圖7所示。

區(qū)分一次側(cè)和二次側(cè)

以上我們從宏觀的角度大致介紹了一下一臺電源內(nèi)部的各個模塊。下面我們細化一下，將話題轉(zhuǎn)移到電源各個模塊的元器件上來……

瞬變?yōu)V波電路解析

市電接入PC開關(guān)電源之后，首先進入瞬變?yōu)V波電路(Transient Filtering)，也就是我們常說的EMI電路。下圖8描述的是一臺PC電源的“推薦的”的瞬變?yōu)V波電路的電路圖。

瞬變?yōu)V波電路的電路圖

為什么要強調(diào)是“推薦的”的呢?因為市面上很多電源，尤其是低端電源，往往會省去圖8中的一些元器件。所以說通過檢查EMI電路是否有縮水就可以來判斷你的電源品質(zhì)的優(yōu)劣。

EMI電路電路的主要部件是MOV (l Oxide Varistor，金屬氧化物壓敏電阻)，或者壓敏電阻(圖8中RV1所示)，負責抑制市電瞬變中的尖峰。MOV元件同樣被用在浪涌抑制器上(surge suppressors)。盡管如此，許多低端電源為了節(jié)省成本往往會砍掉重要的MOV元件。對于配備MOV元件電源而言，有無浪涌抑制器已經(jīng)不重要了，因為電源已經(jīng)有了抑制浪涌的功能。

圖8中的L1 and L2是鐵素體線圈;C1 and C2為圓盤電容，通常是藍色的，這些電容通常也叫“Y”電容;C3是金屬化聚酯電容，通常容量為100nF、470nF或680nF，也叫“X”電容;有些電源配備了兩顆X電容，和市電并聯(lián)相接，如圖8 RV1所示。

X電容可以任何一種和市電并聯(lián)的電容;Y電容一般都是兩兩配對，需要串聯(lián)連接到火、零之間并將兩個電容的中點通過機箱接地。也就是說，它們是和市電并聯(lián)的。

瞬變?yōu)V波電路不僅可以起到給市電濾波的作用，而且可以阻止開關(guān)管產(chǎn)生的噪聲干擾到同在一根市電上的其他電子設(shè)備。

一起來看幾個實際的例子。如圖9所示，你能看到一些奇怪之處嗎?這個電源居然沒有瞬變?yōu)V波電路!這是一款低廉的“山寨”電源。請注意，看看電路板上的標記，瞬變?yōu)V波電路本來應(yīng)該有才對，但是卻被喪失良知的黑心JS們帶到了市場里。