电子元件的认识

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电源转换流程为交换输入→EMI滤波电路→整流电路→功率因数修改电路(主动或是被动PFC)→功率级一次侧(高压侧)开关电路转换成脉流→重要变压器→功率级二次侧(低压侧)整流电路→电压调剂电路(例如磁性放大年夜电路或是DC-DC转换电路)→滤波(腻滑输出纹波，由电感及电容构成)电路→电源治理电路监控输出。

以下从交换输入端EMI滤波电路常见的组件开端介绍。

■ 交换电输入插座

此为交换电从外部输入电源的第一道关卡，为了阻隔来自电力在线干扰，以及幸免电源运作所产生的交换噪声经电力线往外分布干扰其它用电装配，都邑于交换输入端安装一至二阶的EMI(电磁干扰)Filter(滤波器)，其功能确实是一个低通滤波器，将交换电中所含高频的噪声旁路或是导向接地线，只让60Hz阁下的波型经由过程。

上面照片中，中心为一体式EMI滤波器电源插座，滤波电路全部包于铁壳中，能更有效幸免噪声外泄；右方的则是以小片电路板制造EMI滤波电路，平日应用于无足够深度安装一体式EMI滤波器的电源供给器，少了铁皮外壳若干会有噪声泄漏情形；而左边的插座上只加上Cx与Cy电容(稍后会介绍)，应用这类设计的电源，其EMI滤波电路平日须要做在主电路板上，若是主电路板上的EMI电路区一无所有，就代表该区组件被省略掉落了。
今朝应用12公分电扇的电源供给器内部空间都不太能塞下一体式EMI滤波器，因此大年夜多采取照片阁下两边的做法。
■ X电容(Cx，又称为跨接线路滤波电容)
这是EMI滤波电路构成中，用来跨接前哨(L)与中性线(N)间的电容，用处是清除来自电力线的低平日态噪声。

外不雅如照片所示为方型，上方会打上X或X2字样。

■ Y电容(Cy，又称为线路旁通电容器)
Y电容为跨接于浮接地(FG)和前哨(L)/中性线(N)之间，用来清除高平日态及共态噪声。

Y电容的外不雅如照片呈圆饼状

而运算机用电源中的FG点与金属外壳、地线(E)及输出端0V/GND共接，因此未连接接地线时，会经由两颗串联的Cy电容分压出输入电源一半的电位差(Vin/2)，人体碰触到后就有可能产生感电现象。

■ 共态扼流圈(交连电感)

共模态扼流圈在滤波电路中为串联在前哨(L)与中性线(N)上，用来清除电力在线低通共态以及射频噪声。有些电源的输入端线路，会有围绕蛮缠在磁芯上的设计，也能够算作是简单的共态扼流圈。

其外不雅有环形与类似变压器的方形，部分能够见到外露的线圈。

所谓共态噪声，代表是L/N线关于地线E间的噪声，而常态噪声，则是L与N线之间的噪声，EMI滤波器功能主假如清除及阻挡这两类噪声。在EMI滤波电路之后的是瞬时爱护电路及整流电路，常见的组件如下。

■ 保险丝
保险丝确实是当其流过其上的电流值超出额定限度时，会以熔断的方法来爱护连接于后端电路，一样应用于电源供给器中的保险丝为快熔型，比较好的会应用防爆式保险丝，其与一样保险丝最大年夜的差别是外管为米陶瓷管，内填充防火材质幸免熔断时产生火花。

其安装于电路板上的方法有如图片上方的固定式(两端直截了当套上导线座并焊于电路板上)以及图片中心的可拆卸式(应用金属夹片固定)。下方的方形组件是温度保险丝，这类保险丝固定于大年夜功率水泥电阻或是功率组件的散热片上，主假如用于超温爱护，幸免组件过热而破坏或产生火警，这类保险丝也有与电流保险丝结合的版本，对电流及温度进行双重爱护。

■ 负温度系数电阻(NTC)
因为电源接通电源刹时，其内的高压端电解电容属于无电状况，充电刹时将产生过大年夜电流突波以及线路压降，可能使桥式整流器等组件超出其额定电流而烧坏。NTC应用时串联于L或N线路上，启动时其内部阻抗值能够限制充电刹时的电流值，而负温度系数的定义是其电阻会随其温度上升而降低，因此跟着电流流过本体使温度逐步升高后，其阻值会跟着降低，幸免造成不须要功率消费。

但其缺点是电源处于热机状况下启动时，其爱护后果会打上扣头，且即使阻抗可随温度降低，仍会消费些许功率，因此今朝高效力电源大年夜多采取更进阶的瞬时爱护电路。

■ 金氧变阻器(MOV)

变阻器跨接于保险丝后端的前哨与地线间，其动作道理为当其两端电压差低于其额定电压值时，本体显现高阻抗；当电压差超出其额定值，本体电阻会急速降低，L-N间显现近似短路状况，前端的保险丝因短路而升高的电流将会使其熔断，以爱护后端电路，有时本体遭受功率过大年夜时，亦以自毁方法来警告应用者该装配差不多显现问题。

平日用于电源供给器交换输入端，当输入交换产生过电压时能及时让保险丝熔断，幸免使内部组件破坏。其彩与外不雅与Cy电容专门接近，只是能够从组件上面的字样及型号来分别其不合。

■ 桥式整流器
内部由四颗二极管交互连接所构成的桥式整流器，其功用是将输入交换进行全波整流后，供后端交换电路应用。

其外不雅与大年夜小会跟着组件额定电压及电流的不合而有所差别，部分电源供给器会将其固定于散热片上，协助其散热，以利稳固的长时刻运作。经由整流后，便进入功率级一次侧的交换电路，那个地点的组件决定了电源供给器的各路最大年夜输出才能，是电源供给器相当重要的一部份。

■ 开关半导体
在交换电路中作为无接点快速电子开关，依操纵旌旗灯号导通及截止，决定电流是否流过，于主动功率因数修改电路以及功率级一次侧电路扮演重要角。

跟着开关组件的电路构成方法，可构成双晶顺向式、半桥式、全桥式、推挽式等等不合的功率级拓墣，在讲究高效力的电源供给器内，也有应用开关半导体构成同步整流电路以及DC-DC降压电路的应用。

■ 变压器

为何称为隔离型交换式降压电源，确实是因为应用变压器作为高低电压分隔，并应用磁能进行能量交换，不仅能够幸免高低压电路故障时的漏电危险，也能简单产生多种电压输出。因其运作频率较高，变压器体积较一样交换变压器要来得小。

因为变压器为功率传递路径之一，今朝大年夜输出电源有应用多变压器的设计，幸免单一变压器产生饱和现象而限制功率的输出。照片中上方较小的变压器为关心电源电路以及旌旗灯号传递用的脉冲变压器，下方较大年夜者为重要功率变压器以及环形的二次侧调剂用变压器。

以变压器作为隔离分界，二次侧的输出电压差不多比一次侧要低上专门多，只是还须要经由整流、调剂以及滤波腻滑等电路，才会变成运算机零件所需的各电压直流电。

■ 二极管
电源供给器内部，跟着各部电路要求及输出大年夜小而应用不合种类以及规格，除了一样的硅二极管外，还有萧特基障壁二极管(SBD)、快速答复二极管(FRD)、齐纳二极管(ZD)等种类。

FRD重要用于主动功率因数修改以及功率级一次侧电路；SBD用于功率级二次侧，将变压器输出进行整流；ZD则是作为电压参考用。

■ 电感器
电感器跟着磁芯构造、感抗值、电路上安装地位的不合，能够作为交换电路中的储能组件、磁性放大年夜电路的电压调剂组件以及二次侧整流后输出滤波应用，于电源供给器中广泛应用。

图片中电感外形有环形及圆柱型，跟着感值及电流遭受力而有不合的圈数以及漆包线粗细。

■ 电容器

如电感器般，电容器同样也作为储能组件以及纹波腻滑应用。为了遭受整流后的高压直流，高耐压电解电容用于电源供给器一次侧电路；为了降低输出下电解电容连续充放电时造成的损掉，二次侧电路则大年夜量应用高耐温长命低阻抗电解电容。

因电容内有化学物质(电解液)的关系，工作温度对电解电容的寿命有相当阻碍，因此长时刻下运作，除了保持电源供给器的优胜散热外，其应用的电解电容厂牌及系列也决定电源供给器稳固运作的靠得住度及寿命。

■ 电阻器
电阻器用于限制电路上流过的电流，并于电源供给器封闭后开释电容器内所储存的电荷，幸免产生电击变乱。

图片中左方为大年夜功率水泥电阻，可遭受较大年夜功率超额，右方则为一样常见的电阻，其上的码标示出其阻值及误差。

上述组件构成的电路若是没有搭配操纵电路的话，是无法发挥其功能的，而各路输出也须要随时监督治理，当产生任何专门时就要急速割断输出，以爱护运算机零组件的安稳。

■ 各类操纵IC

电源供给器内的操纵IC，依其安装地位及用处来分，有作为PFC电路用、功率级一次侧PWM电路用、PFC/PWM整合操纵用、关心电源电路用整合组件、电源监控治理IC等等。

PFC电路用：作为主动功率因数修改电路操纵，使电源供给器可保持必定的功率因数，并削减高次谐波产生。

功率级一次侧PWM电路用：作为功率级一次侧开关半导体驱动用PWM(脉宽调变)旌旗灯号产生，跟着电源输出状况对其义务周期(Duty Cycle)的操纵。一样常见的有UC3842/3843系列等PWM操纵IC。
PFC/PWM整合操纵用：将上述两种操纵器结合于单一IC中，可使电路更为简化，组件数量削减，缩小体积外也降低故障率。例如常见的CM680X系列，确实是PFC/PWM整合操纵IC。
关心电源电路用整合组件：因为电源封闭后，关心电源电路仍需连续输出，因此必须自成一自力体系，因其输出瓦数不需太高，因此应用业界小功率整合组件作为其核心，例如PI的TOPSwitch系列。
电源监控治理IC：进行各路输出的UVP(低电压爱护)、OVP(过电压爱护)、OCP(过电流爱护)、SCP(短路爱护)、OTP(过温度爱护)监督及爱护，当超出其设定值后，便会封闭并锁定操纵电路，停止电源供给器输出，待故障清除后才可从新启动。
除了上述组件外，其它还有厂商视须要自行加上的IC，例如电扇操纵IC等等。

■ 光耦合器
光耦合器主假如用于高压电路与低压电路的旌旗灯号传递，并保持其电路隔离，幸免产生故障时高低压电路间产生专门电流流淌，使低压组件破坏。其道理确实是应用发光二极管与光敏半导体管，应用光来进行旌旗灯号传递，且因为两者并无电路上的贯穿连接，因此能够保持两端电路的隔离。

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