重溫電源PCB結(jié)構(gòu)的主要進(jìn)化路線

　　1946年第一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)在美國(guó)誕生，它的占地面積高達(dá)170平方米，而如今我們的主機(jī)甚至可以做到像一個(gè)U盤這么小。作為主機(jī)的一部分，PC電源也在不停的進(jìn)化。今天，我就來(lái)簡(jiǎn)要說(shuō)說(shuō)關(guān)于PC電源內(nèi)部電路設(shè)計(jì)的主要進(jìn)化路線。

　　重溫電源PCB結(jié)構(gòu)

　　在聊PCB演化歷程之前，首先我們來(lái)溫習(xí)一下電源的PCB結(jié)構(gòu)。

　　▍ EMI濾波

　　EMI濾波系統(tǒng)在電源中的作用是過(guò)濾掉市電中的雜質(zhì)，使輸入電流更加純凈不會(huì)干擾硬件工作。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)價(jià)格正常的電源都會(huì)有一、二級(jí)EMI濾波。有些電源會(huì)把一級(jí)EMI濾波做在輸入電源線腳上，而上圖的電源則將其做在PCB板上。

　　▍ 整流橋

　　電流經(jīng)過(guò)濾波后進(jìn)入PFC，首先通過(guò)整流橋，整流橋?qū)⒔涣麟娹D(zhuǎn)換成直流電。一般來(lái)說(shuō)，整流橋在工作時(shí)都會(huì)有不少發(fā)熱量，設(shè)計(jì)優(yōu)秀的電源會(huì)將整流橋鎖在散熱片上，像愛(ài)國(guó)者電競(jìng)500把兩塊整流橋直接設(shè)計(jì)在PCB板上是不合理的。

　　▍ PFC

　　從整流橋出來(lái)的電流進(jìn)入PFC，PFC是Power Factor Correction的簡(jiǎn)稱，翻譯過(guò)來(lái)就是功率因素校正。交流電成波浪狀，采用PFC的電源可利用不僅是波峰和谷峰附近的電能，提高利用率。

　　▍ 主電容

　　主電容(PFC電容)在電源中的作用：一是濾波，二是貯存電量保證突然斷電時(shí)有一定的電量支持電腦硬件作出反應(yīng)。

　　▍ 變壓系統(tǒng)

　　接下來(lái)是變壓系統(tǒng)，一般分為大小變壓器，將市電降壓到適合主機(jī)使用。圖中較大的便是主變壓器。

　　▍ 整流、穩(wěn)壓、濾波

　　整流管鎖在金屬片上

　　變壓器出來(lái)的電流會(huì)由經(jīng)過(guò)一次整流變成直流電，然后進(jìn)行穩(wěn)壓濾波后才能輸出到電腦的各個(gè)硬件上。

　　電源PCB各結(jié)構(gòu)的演化

　　復(fù)習(xí)完電源PCB的大致結(jié)構(gòu)，接下來(lái)就是今天的主題。這次我主要說(shuō)說(shuō)電源PCB上的 PFC 、 變壓系統(tǒng) 、 整流 、 穩(wěn)壓系統(tǒng) 的演變。

　　▍ PFC的變化

　　在很久很久以前， PC電源并沒(méi)有PFC結(jié)構(gòu) ，市電輸入后經(jīng)過(guò)二極管整流電容濾波， 只能利用到波浪狀交流電的波谷和峰谷附近的能量 ，在一個(gè)周期的其他時(shí)間都不會(huì)有電流輸入， 利用率相當(dāng)?shù)?。而電源沒(méi)用到的電能并不會(huì)計(jì)入電費(fèi)中，因此我們并不會(huì)造成任何浪費(fèi)。相反則是國(guó)家供電網(wǎng)會(huì)浪費(fèi)電能。我國(guó)PC的 3C認(rèn)證是電源必須有PFC結(jié)構(gòu) 。

　　電容左側(cè)的被動(dòng)式PFC

　　PFC分為主動(dòng)式PFC和被動(dòng)式PFC。被動(dòng)式PFC就是一個(gè)體積較大的電感線圈，它的 功率校正因素最高也只能去到0.8 ，而且輸入電壓范圍不能太寬。不過(guò)這種結(jié)構(gòu)勝在 成本低 ，在很多低端電源上能見(jiàn)到它的蹤跡。

　　電感線圈左右有控制IC和電容

　　為了提高利用率、擴(kuò)大輸入電壓范圍，很多電源都舍棄被動(dòng)式PFC改為采用主動(dòng)式PFC。主動(dòng)式PFC由電感線圈，濾波電容、開(kāi)關(guān)管以及控制IC等元器件組成。它的功率校正因素可以輕松達(dá)到 99% 以上，輸入電壓范圍也可達(dá)到90-240V，但成本也相應(yīng)提高不少。從被動(dòng)式PFC進(jìn)化成主動(dòng)式PFC，電源的減少浪費(fèi)電能，確實(shí)是好事。

　　淘寶知名品牌“爵柏”的水泥PFC

　　然而有些黑心商家出售的電源居然用“水泥PFC”，這種假PFC里面只有一塊水泥。這種電源使用起來(lái)是相當(dāng)危險(xiǎn)的，大家在購(gòu)買電源時(shí)注意要優(yōu)先選擇采用主動(dòng)式PFC的電源，如果想購(gòu)買低功率電源可以適當(dāng)買被動(dòng)式PFC的電源。