開關電源工作原理詳細分析

對于3.3V輸出而言，有三種選項可供選擇：

☆在+5 V輸出部分增加一個3.3V的電壓穩(wěn)壓器，很多低端電源都是采用的這種設計方案;

☆為3.3 V輸出增加一個像圖27所示的完整的整流電路和濾波電路，但是需要和5 V整流電路共享一個變壓器。這是高端電源比較普通的一種設計方案。

☆采用一個完整的獨立的3.3V整流電路和濾波電路。這種方案非常罕見，僅在少數(shù)發(fā)燒級頂級電源中才可能出現(xiàn)，比如說安耐美的銀河1000W。

由于3.3V輸出通常是完全公用5V整流電路(常見于低端電源)或者部分共用(常見于高端電源中)，所以說3.3V輸出往往會受到5V輸出的限制。這就是為什么很多電源要在銘牌中著名“3.3V和5V聯(lián)合輸出”。

下圖28是一臺低端電源的二次側。這里我們可以看到負責產(chǎn)生PG信號的整合電路。通常情況下，低端電源都會采用LM339整合電路。

二次側

此外，我們還可以看到一些電解電容(這些電容的個頭和倍壓器或者主動式PFC電路的電容相比要小的多)和電感，這些元件主要是負責濾波功能。

為了更清晰的觀察這款電源，我們將電源上的飛線以及濾波線圈全部移除，如圖29所示。在這里我們能看到一些小的二極管，主要用于-12 V and –5 V的整流，通過的電流非常小(這款電源只要0.5A)。其他的電壓輸出的電流至少要1A，這需要功率二極管負責整流。

–12 V以及–5V負壓電路的整流二極管

二次側(二)

●二次側(2)

下圖30描述的是低端電源二次側散熱片上的元器件：

二次側散熱片上的元器件

從左至右以此為：

☆穩(wěn)壓器IC芯片——盡管它有三個針腳而且看起來和三極管非常相似，但是它卻是可IC芯片。這款電源采用的是7805穩(wěn)壓器(5V穩(wěn)壓器)，負責+5VSB的穩(wěn)壓。之前我們已經(jīng)提到過，+5VSB采用的是獨立的輸出電路，因為它即便是在PC處于斷電狀態(tài)時依然需要向+5VSB提供+5 V輸出。這就是為什么+5VSB輸出也通常會被稱之為“待機輸出”。7805 IC最大可以提供1A的電流輸出。

☆功率MOSFET晶體管，主要負責3.3V輸出。這款電源的MOSFET型號為PHP45N03LT，最大可允許45A的電流通過。上一頁我們已經(jīng)提到，只有低端電源才會采用和5V共享的3.3V穩(wěn)壓器。

☆功率肖特基整流器，由兩個二極管整合而成。這款電源的肖特基型號為STPR1620CT，它的每顆二極管最大可允許8A的電流通過(總共為16A)。這種功率肖特基整流器通常被用于12V輸出。

☆另一顆功率肖特基整流器。這款電源采用的型號是E83-004，最大可允許60A電流通過。這種功率整流器常被用于+5 V和+ 3.3 V輸出。因為+5 V和+ 3.3 V輸出采用的是同一個整流器，所以它們的總和不能超過整流器的電流限制。這就是我們常說的聯(lián)合輸出的概念。換句話說就是3.3V輸出來自5V輸出。和其他各路輸出不同，變壓器沒有3.3V輸出。這種設計常用于低端電源。高端電源一般都會采用獨立的+3.3 V和+5 V輸出。

下面來看看高端電源的二次側主要元件：

高端電源二次側的元件

高端電源二次側的元件

這里我們可以看到：

兩顆并聯(lián)的負責12V輸出的功率肖特基整流器。低端電源往往只有一顆這樣的整流器。這種設計自然讓整流器的最大電流輸出翻了一倍。這款電源采用的是兩顆STPS6045CW肖特基整流器，每顆最大可運行60A電流通過。

☆一顆負責5V輸出的肖特基整流器。這款電源采用的是STPS60L30CW整流器，最大可允許60A電流通過。

☆一顆負責3.3V輸出的肖特基整流器，這是高端電源和低端電源的主要區(qū)別(低端電源往往沒有單獨的3.3V輸出)。這款電源采用的是STPS30L30CT肖特基，最大可允許30A電流通過。

☆一顆電源保護電路的穩(wěn)壓器。這也是高端電源的象征。

主要指出的是，以上我們所說的最大電流輸出是僅僅是相對于單個元器件而言的。一款電源的最大電流輸出實際上要取決于與之相連的很多元器件的品質(zhì)，比如說線圈電感、變壓器、線材的粗細以及PCB電路板的寬窄等等。我們可以通過整流器的最大電流和輸出的電壓相乘得出電源理論上的最大功率。比如說，圖30中的電源的12V輸出最大功率應該為16A*12V=192W。