“電源（PSU）”其實(shí)是“電源供應(yīng)器（Power Supply Unit）”的簡稱。而我們所經(jīng)常提到的“PC電源”，實(shí)際上也是一種簡稱，如果嚴(yán)格上講，我們應(yīng)該將“PC電源”稱之為“應(yīng)用于PC主機(jī)上的開關(guān)電源供應(yīng)器”，當(dāng)然這樣的稱呼實(shí)在是太麻煩了，因此在以下的段落中，我將使用其最簡短的稱呼“電源”。

　　對于我們的電腦來說，電源是一個重要的組成部分，它是電腦的“心臟”，在源源不斷地為CPU、顯卡、硬盤……等其它硬件部分提供持久穩(wěn)定的電力支持，保障我們可以正常的使用電腦進(jìn)行各種各樣的工作。所以如果電源不能正常工作或者損壞，那么電腦中的其它硬件也會受到波及，并且很可能會由此而造成更嚴(yán)重的損失。

　　一顆良好的電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　因此，一般來說，我們應(yīng)該先購買一顆良好的正品電源，然后在選擇其它的硬件配置。但是大多數(shù)人的做法卻恰恰相反，他們往往會先選擇好其它硬件，然后才回用最后那些為數(shù)不多的錢，去購買電源。

　　而如果你正是這些剛才所描述的狀況，那么我們還是真誠的建議你先瀏覽一下這篇文章，因?yàn)檫@會對你在選擇電源產(chǎn)品上很有幫助，并且也可能會改變你對“電源”的態(tài)度，讓你知道“電源”在電腦中所扮演著何等的重要角色。

　　因此我們回分幾期文章，與大家一起了解一下這個，我們最熟悉也是最陌生的朋友——電源。

　　好啦，那么我們先從電源的基本原理開始。

　　電源結(jié)構(gòu)其實(shí)并不復(fù)雜

　　目前所有在電腦中所使用的電源，都可以稱為“開關(guān)電源轉(zhuǎn)換”，英文簡稱“SPC”。而開關(guān)電源的原理，實(shí)際上也比較簡單，就是將國家電網(wǎng)中獲取的能量，將能量分成一個個高頻的小能量包，然后通過例如電容、電感等電器元件將其轉(zhuǎn)移，到最后所有的小能量包被集中融合到一起，使得被矯正過之后的能量得以平順的輸出。因此開關(guān)電源，相對于其它電源形式來說，更小巧，更高效。

　　相比較于線性電源（Linear Power Supply）來說，開關(guān)電源具有兩個主要的優(yōu)勢，開關(guān)電源采用與線性電源完全不同的設(shè)計，因此電源的體積以及重量上減少了很多，并且電源的轉(zhuǎn)換效率可以很容易的超過90%。

　　普通開關(guān)電源原理

　　不過另一方面，開關(guān)電源也有個最明顯的缺陷，就是由于開關(guān)電源本身的復(fù)雜性，會產(chǎn)生大量的電磁輻射，因此目前的開關(guān)電源中都會配有EMI濾波器或則RFI屏蔽。

　　電源內(nèi)部是這樣劃分區(qū)域的

　　●EMI瞬態(tài)濾波器（EMI/Transient Filter）：抑制電流進(jìn)入和輸入時的EMI/RFI ，起到電壓浪涌峰值保護(hù)的作用。

　　●整流橋（Bridge Rectifier）：將輸入的AC交流電矯正為DC直流電。

　　●主動PFC（APFC）：控制輸入電源的電流，以便于是電流波形成為正比例的電源電壓波形。（使電壓和電流成線性正比例關(guān)系）

　　●主開關(guān)（Main Switches）：將直流電信號切斷成很小的高頻能量包。

　　●變壓器（Transformer）：獨(dú)立在一次側(cè)和二次側(cè)之間，并且將高壓電降低到低壓電。

　　●二次側(cè)濾波整流（Output Rectifiers & Filters）：對經(jīng)過降壓的直流電進(jìn)行濾波整流。

　　●保護(hù)電路（Protection Circuits）：當(dāng)電源出現(xiàn)嚴(yán)重問題時，及時關(guān)閉電源。

　　●PWM控制器（PWM Controller）：周期性調(diào)整主開關(guān)，以保持在所有負(fù)載下穩(wěn)定輸出電壓。

　　●隔振器（Isolator）：阻斷從直流輸出和前往PWM控制的電壓反饋。

　　在電源電路變壓器之前的部分，通常被稱作“一次側(cè)”，而在變壓器后部面的部分則被成為“二次側(cè)”。簡單的說，一次側(cè)主要負(fù)責(zé)高壓部分，二次側(cè)主要負(fù)責(zé)低壓部分。

　　為什么需要EMI電路？

　　電源在工作時，開關(guān)晶體管會產(chǎn)生大量的EMI和RFI，而這會嚴(yán)重的影響到屋內(nèi)其它電子設(shè)備的正常工作。所以我們?yōu)榱吮ＷC電源不受到，電網(wǎng)中的輸入噪聲和傳出電壓浪涌峰值的影響，我們需要在電源的這一個階段進(jìn)行一個雙向的保護(hù)措施。

　　市電電流進(jìn)入電源首先要經(jīng)過EMI濾波器的過濾

　　噪音（Noise），根據(jù)傳導(dǎo)模式可以分為兩種類型：共模噪音（CMN）和差模噪音（DMN）。

　　共模、差模過濾一個都不能少

　　1.共模噪聲（CMN）是在使用交流電源的電氣設(shè)備的輸入端（輸電線和中線）都存在這種噪聲，兩者對地的相位保持同相。通過在電磁干擾濾波器中放置與每條輸電線串聯(lián)的電感，并在兩個輸電線和地之間使用Y電容進(jìn)行連接，來予以抑制。

　　2.差模噪聲（DMN）是來自電源火線而經(jīng)由中線返回的噪聲，存在于交流線路和中性導(dǎo)線中。

　　熱敏電阻

　　EMI濾波電路的位置在整流橋之前，因?yàn)檫@樣設(shè)計就可以在電流通過整流橋二極管之前對噪聲進(jìn)行過濾。在EMI濾波電流的組成部分中，必須要有兩個Y電容和兩個X電容，兩個電磁線圈，一個MOV（壓敏電阻）以及一個保險絲，這些組成部分缺一不可。另外，這里需要簡單介紹一下，MOV是的全名叫做“壓敏電阻器”，主要是在電網(wǎng)浪涌電壓峰值時，對電源起到保護(hù)作用。

　　然而，在一些低端電源產(chǎn)品中，有些制造商會省略掉這個MOV，用來節(jié)省成本。如果你的電源里在EMI電路中，沒有MOV的話，那么最好連接一個帶有浪涌保護(hù)器的電源插座或者UPS電源，否則會對你的電源以及硬件系統(tǒng)造成很大的損害。

　　通常會放在EMI過濾電路的旁邊

　　一般在EMI濾波電路之后，會設(shè)有一個熱敏電阻NTC（全名：負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻器，溫度越高時電阻值越低），通常會被用于在大電流進(jìn)入的時候，對電源內(nèi)部元件進(jìn)行保護(hù)。熱敏電阻有如其名，是一個通過溫度高低控制電阻阻值高低的電阻器。當(dāng)熱敏電阻溫度低的時候，電阻阻值通常在6-12歐姆左右，當(dāng)電源啟動后，電阻器溫度升高，阻值大約為0.5-1歐姆左右。

　　對于高性能的電源，則會配有一個繼電器，在電源啟動之后則會繞過熱敏電阻，減少電力的熱量損失，對于電源效率的提升起到一定的幫助。

　　整流橋 AC to DC的關(guān)鍵

　　其實(shí)整理橋的全稱叫做“橋式整流器”，是由四只整流硅芯片作橋式連接，然后使用絕緣朔料將其封裝一起，而一些大功率橋式整流器在絕緣層外添加鋅金屬殼包封，主要也是為了增強(qiáng)散熱。

　　電源整流橋

　　而有些質(zhì)量較低，或者結(jié)構(gòu)較老的電源中，我們不會看到封裝好的整流橋，大多會以四個整流晶體管并列焊接在電路板上。

　　非常古老的整流橋

　　另外，需要注意的是，整流橋是電源中發(fā)熱量較大的電氣元件，尤其是在一些功率較大的電源中，整流橋必須配有散熱片進(jìn)行散熱，否則會存在電源使用的安全隱患。

　　“功率因數(shù)”到底是如何產(chǎn)生的

　　通過整流橋矯正后直流電被輸入到PFC電路。而在我們討論P(yáng)FC（功率因數(shù)校正）電路之前，還是讓我們先來簡單的了解一下什么叫做“功率因數(shù)（PF）”吧。

　　功率因數(shù)（PF）是指，實(shí)際功率（有效功率）與視在功率（表觀功率）的比率（kW/kVA），而我們都知道，功率P等于電壓與電流的乘積（P=V×I）。另外，在電路中會存在著最基本的兩種電路負(fù)載，一種為“電阻（由電源中各種電阻構(gòu)成的電路負(fù)載）”，另外一種為“電抗（由電源中電感線圈和電容構(gòu)成的電路負(fù)載）”。

　　如果整個電路都是線性負(fù)載（電路阻抗為恒定常數(shù)的負(fù)載），那么電源電壓和電流都將會呈現(xiàn)為正弦曲線，并且相位相同。而如果在這個純電阻電路中，那么電壓和電流都會在同一時刻逆轉(zhuǎn)極性，那么也就是說，在每一時刻，電壓與電流的乘積都為“正”。也就是說，在電路中，沒有“反方向（負(fù)極方向）”的能量移動，而此時所產(chǎn)生負(fù)載功率才被稱為“實(shí)際功率”。

　　純電抗電路負(fù)載

　　而在一個純電抗負(fù)載電路中，電壓和電流之間會產(chǎn)生一定的是時間差，也就會出現(xiàn)相位差（最大理論值為90度，一般情況多為45度），那么電壓與電流的乘積，就不一定每一時刻都為“正”了。在第一個半周期內(nèi)，能量為“正”，另外一個半周期內(nèi)能量為“負(fù)”，那么就是說，前半周期電源從電網(wǎng)中獲取能量，而在后半個周期內(nèi)，這些能量又會回流到國家電網(wǎng)中。所以如果按照一個周期計算，那么電源獲得的能量會為“零”，沒有能量。

　　電阻電抗混合電路負(fù)載

　　上面的兩種描述都是純理論的理想狀態(tài)。但在實(shí)際應(yīng)用中，電路中會有大量的電阻、電感和電容，在同一時刻都會有負(fù)載，也就會產(chǎn)生不同方向的“能量”。因此，所有的正向能量，我們稱其為“實(shí)際功率”，而反向回流電網(wǎng)的能量則稱之為“無用功率”，那么“實(shí)際功率”與“無用功率”的綜合，就是之前我們所說的“視在功率”。

　　國家電網(wǎng)為何如此重視“功率因數(shù)”

　　但正如我們之前所提到的，“功率因數(shù)”實(shí)際上就是“實(shí)際功率”與“視在功率”的比值。而最為理想的比值為“1”，當(dāng)然這還無法做到，因此只能無限接近于“1”，這個數(shù)值我們一般稱之為“功率因數(shù)”。

　　這里我們需要指出的是，居民用戶只需要支付實(shí)際功率（瓦數(shù)）所消耗的電量，則不會支付回流到電網(wǎng)中無用功率的電量。而對于商業(yè)工廠用電則會追加無用功率這一部分的用電，因?yàn)樗麄兯碾娏康幕鶖?shù)太大了。

　　工業(yè)用電功率因數(shù)太低 會造成巨大電能浪費(fèi)

　　雖然對于居民用戶來說，我們不需要支付無用功率的電費(fèi)，但是根據(jù)《歐盟EN61000-3-2號標(biāo)準(zhǔn)》（當(dāng)然中國也有相關(guān)的法規(guī)條款），凡是功率擦超過75W的開關(guān)電源，都需要至少安裝被動PFC模塊。此外，在80Plus電源認(rèn)證中，則要求功率因數(shù)需要超過0.9，甚至更多。

　　主動PFC更利于電網(wǎng)節(jié)能

　　不過在數(shù)年前，許多的電源廠商大多都在電源產(chǎn)品中使用被動PFC模塊。而PFC模塊則是一個減少諧波電流，并且將非線性負(fù)載轉(zhuǎn)換成線性負(fù)載的過濾器，電容和電感所產(chǎn)生的功率因數(shù)則會向單位值跟近一些。

　　因此，我們接下來要說的，就是主動PFC和被動PFC電路。被動PFC相對主動PFC，功率因數(shù)較低，并且被動PFC只適用于230V高壓電網(wǎng)，對于115V低壓電網(wǎng)，被動PFC還需要一個倍壓器以適應(yīng)電網(wǎng)規(guī)格。不過，被動PFC比主動PFC的效能要高！

　　主動PC電路

　　對于主動PFC來說，它基本上是一個通過PWM（脈沖寬度調(diào)制）控制電流波形的AC/DC整流器。在最開始，AC電壓通過整流橋整流。然后PWM觸發(fā)主動PFC電路中的MOSFET管（通常是兩個），分離中間直流電壓到恒定脈沖序列。這些脈沖信號通過濾波電容，將相對平順的電流送到主開關(guān)電路。而在此之前，我們還會看到一個大個的電感線圈，而這個大電感可以對突然涌入的電流起到緩沖和梳理的作用，當(dāng)然磁線圈也是電抗產(chǎn)生的重要元件。

　　此外，在主動PFC電路中我們還會看到一個熱敏電阻，同樣是用來限制突然涌入的電流，特別是當(dāng)電源通電以及啟動時。

　　80Plus要求PFC超過0.9

　　主動PFC電路通常也有兩種不同的模式，電流斷續(xù)模式DCM（Discontinuous Conduction Mode）和電流連續(xù)模式CCM（ Continuous Conduction Mode）。其中DCM是指，當(dāng)電感電流為零時，PFC的MOSFET管被開啟的工作狀態(tài)；CCM是指，電感電流始終在零以上，PFC的MOSFET管被開啟的工作狀態(tài)，因此在MOSFET管中，所有的反向恢復(fù)的能量都會被浪費(fèi)。

　　在電源PFC電路中的第二種模式（CCM）主要被用于超過200W功率輸出的電源，因?yàn)樗軌蛱峁┫鄬^低電流噪聲峰值，這意味著高功率電源可以有效抑制電流紋波，輸出更為平順的電流。不過CCM的缺點(diǎn)是耗能較高，并且在升壓二極管關(guān)閉時，會產(chǎn)生額外EMI，所以我們經(jīng)常會看到電源整流橋后通常會增加一個X電容。

　　因此在目前的電源產(chǎn)品中，都會采用CCM模式的PFC電路，雖然功耗略高，也會產(chǎn)生額外的EMI，但是可以有較高水準(zhǔn)的功率因數(shù)輸出。因此對于高能耗的用電大戶來說，高功率因數(shù)的電源是非常有必要的，對于國家電網(wǎng)的節(jié)能也是十分重要的，畢竟節(jié)約能源人人有責(zé)嘛。

　　主控開關(guān)的重要作用

　　根據(jù)資料的解釋，電源的主控開關(guān)（Main Switches）只有兩種狀態(tài)模式，一種是“開（導(dǎo)通）”，而另一種則是“關(guān)（非導(dǎo)通）”。用于導(dǎo)通和切斷從濾波電容輸出的直流信號，通過開關(guān)閉合形成脈沖信號，而輸入電壓大小決定了脈沖信號的振幅，開關(guān)穩(wěn)壓控制器來調(diào)節(jié)占空比。因此，直流信號被轉(zhuǎn)換成方波形式輸入到電源的主變壓器中。

　　占空比是脈沖持續(xù)時間與脈沖周期的之間的不知比值

　　而由電源的主變壓器調(diào)整直流電壓之后，輸出到電壓二次側(cè)中（輸出電壓為：+12V、5V、3.3V、5VSB和-12V）。因此變壓器在電壓一次側(cè)和二次側(cè)之間扮演著相當(dāng)重要的角色。

　　當(dāng)主控開關(guān)接通時，通過的電壓為零（理論上）；而主控開關(guān)斷開時，通過的電流為零，這意味著在主控開關(guān)中應(yīng)該沒有能量損失。

　　然而這只是一種理想狀態(tài)，在現(xiàn)實(shí)中，沒有任何晶體管或者M(jìn)OSFET管能做到零損耗。主控開關(guān)的晶體管，開和關(guān)之間，總有那么一小段時間內(nèi)，會同時存在著電壓和電流，所以電壓和電流的乘積就不可能為零，由此就產(chǎn)生了電能損耗，也就是“熱量”。因?yàn)殡娫磧?nèi)所有的MOSFET管，都是通過風(fēng)扇和散熱片進(jìn)行散熱。

　　肖特基與同步整流的區(qū)別

　　在電源的二次側(cè)部分，整流器和濾波器在電源中的作用，就像他們的名字一樣如意理解，其主要任務(wù)就是，通過MOSFET開關(guān)管矯正和過濾高頻整流波形電流，完成二次側(cè)部分的整流任務(wù)。

　　在這個電路部分，我們也將會了解到 兩種不同的低壓整流設(shè)計，“被動式”和“同步式”。前者通常會使用肖特基二極管，而后者則會使用MOSFET管代替肖特基二極管。使用MOSFET管代替肖特基二極管的主要作用，就是為了減少正向電壓壓降。

　　肖特基二極管

　　我們舉個例子先，一個典型的肖特基二極管有0.5V左右的壓降，如果導(dǎo)通40A的電流，那么就會出現(xiàn)20W的能量損失（40A×0.5V=20W）。如果我們用MOSFET管代替掉肖特基二極管，一般MOSFET的電阻為0.003歐姆，那么損失掉的能量僅有4.8W（40A×40A×0.003Ω）。那么這樣算來，我們就可以節(jié)省15.2W，提高將近24%的功耗。

　　而實(shí)際使用中，我們也會見到肖特基二極管和MOSFET管同時使用的情況，因此我們也把這樣的整流設(shè)計叫做“半同步整流”。其主要目的，就是為了節(jié)省成本，因?yàn)樾ぬ鼗O管相對要更便宜一些。

　　同步整流MOSFET整流管

　　另外，電源有個-12V輸出電路，而-12V的產(chǎn)生，主要由于使用傳統(tǒng)二極管的原因，并且因?yàn)樵?12V這一路我們不需要過重的負(fù)載（通常電流小于1A）。5VSB是在電源關(guān)閉狀態(tài)下的仍在通電的輸電路，并且擁有一個完全獨(dú)立的變壓器，因此我們也稱其為，“待機(jī)電路”。而剩下輸出的主輸出（+12V、5V、3.3V）則將會進(jìn)一步的穩(wěn)壓調(diào)節(jié)。這部分的調(diào)壓方式將會有三種：組調(diào)節(jié)（Group regulation）、獨(dú)立調(diào)節(jié)（Independent regulation）和DC-DC模塊調(diào)節(jié)（DC-DC conversion），完成進(jìn)一步穩(wěn)壓調(diào)節(jié)過濾。而下面我們就來逐一的介紹一下。

　　組調(diào)節(jié)（Group regulation）

　　“組調(diào)節(jié)”經(jīng)常被用于輸出能力較低或者比較廉價的電源當(dāng)中。當(dāng)然，我們可以通過計算電源二次側(cè)的電感線圈使用個數(shù)，來快速判斷電源是否是“組調(diào)節(jié)”。如果你發(fā)現(xiàn)只有兩個電感，那么就是“組調(diào)節(jié)”。個頭稍大的電感用于12V和5V輸出，另一個較小的用于3.3V輸出。+12V和5V的調(diào)壓是同時進(jìn)行，并且通過同一個電壓反饋控制器控制。

　　組調(diào)節(jié)（Group regulation）

　　不過，如果12V和5V線路負(fù)載的不平衡的話，同時輸出+12V和5V來說，就很容易出現(xiàn)問題（如果12V負(fù)載高，5V負(fù)載低，那么調(diào)壓控制就會調(diào)高12V電壓，那么同時輸出的5V，也會被調(diào)壓控制器也會調(diào)高，因此5V電壓就會偏高，甚至?xí)鲆?guī)范）。因此在交叉負(fù)載的測試中，通過“組調(diào)壓”的5V電壓則經(jīng)常會超過+/-5%的標(biāo)準(zhǔn)。而在“組調(diào)壓”中3.3V則是通過在12V或5V輸出后的一個磁放大線圈進(jìn)行調(diào)壓。

　　獨(dú)立調(diào)節(jié)（Independent regulation）

　　“獨(dú)立調(diào)節(jié)”，通常被使用大功率和高性能電源上，不過成本相對較高些。在這樣的獨(dú)立調(diào)壓控制器中，所有的輸出的直流電電壓都會被單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整，而在電壓負(fù)載不平衡時，則不會出現(xiàn)個輸電電壓突升或者驟降的情況出現(xiàn)。

　　獨(dú)立調(diào)節(jié)（Independent regulation）

　　電源+12V電路通過主調(diào)壓器調(diào)整，而5V和3.3V則通過磁放大線圈調(diào)整。并且你同樣可以通關(guān)過計算二次側(cè)的磁線圈，鑒別電源是否使用了“獨(dú)立調(diào)壓”，而通常情況下，獨(dú)立調(diào)壓電源在二次側(cè)會使用3個電感線圈。

　　穩(wěn)壓調(diào)節(jié)：DC-DC模塊調(diào)節(jié)

　　不過現(xiàn)在很多電源制造廠，都開始使用Buck電路對小功率輸出的輸電路進(jìn)行壓降轉(zhuǎn)換，其實(shí)這就是我們在比較高端的電源產(chǎn)品中比較常見的調(diào)壓方式——“DC-DC調(diào)壓模塊”。

　　DC-DC模塊調(diào)節(jié)（DC-DC conversion）

　　過程是這樣，5V和3.3V直接有12V降壓生成，這樣可以再交叉負(fù)載中，有著很不錯的效率。不過這里，我們需要指出的是，DC-DC調(diào)壓模塊，其實(shí)也是獨(dú)立調(diào)壓方式的一種。

　　這樣的情況也是DC-DC模塊

　　另外，在濾波整流之后的環(huán)型磁線圈，不僅參與到電壓的矯正，還會起到更好的濾波作用，更好的一直電流的輸出紋波。然而，在一些利用LLC諧振電路拓?fù)涞碾娫粗?，通常我們則不會在二次側(cè)（+12V輸出）看到這樣的環(huán)型磁線圈，而如果有的話，那么它僅僅起到了過濾的作用。

　　電源規(guī)范認(rèn)證有何用

　　Intel有一套自己的電源規(guī)范，也就是我們通常聽到的ATX 2.2、ATX2.31……等等。實(shí)際上，“ATX”是 Advanced Technology Extended的簡寫，是Intel對于之前AT主板市場的一種規(guī)范形式。而“ATX電源”，則是指符合ATX主板規(guī)范，適用于ATX主板的開關(guān)電源。

　　intel ATX 2.31電源規(guī)范

　　ATX規(guī)范的首次推出是在1995年年底，并且定義三類供電接頭：4Pin Molex接口（現(xiàn)在俗稱為D型口）、4Pin軟驅(qū)接口，以及20Pin Molex接口（主板主電源接口）。并且在ATX規(guī)范中，要求開關(guān)電源需要提供5V和3.3V這兩路供電，因?yàn)楫?dāng)時大多數(shù)的電子廠商都需要這兩路提供供電需求，而12V則往往被用于風(fēng)扇和外接設(shè)備使用。這套最初的ATX規(guī)范，從1995年一直沿用到2000年。

　　而從2000年至今，intel的ATX規(guī)范已經(jīng)頒布了多次修干版本，最新的一次修訂是在2007年發(fā)布的ATX 2.31版。與先前的一個2.2版相比，主要的區(qū)別是，推薦最低效率增長中80%，不在要求12V有很好的低負(fù)載能力。并且取消過流限制（每路240VA），鼓勵單路12V電流超過每路20A。

　　然而最后一條通常會被許多電源制造廠忽略掉，因?yàn)檫@些廠商將OCP（過流保護(hù)器）的出發(fā)點(diǎn)設(shè)定，會遠(yuǎn)高于20A的規(guī)定。

　　什么是EPS電源規(guī)范？

　　除了ATX規(guī)范之外，對于一些高端電源，尤其是一些高瓦數(shù)電源，我們還會聽到“EPS規(guī)范”這個名詞，那么它與ATX又有什么區(qū)別呢？

　　其實(shí)“EPS規(guī)范”是ATX規(guī)范的一個衍生物，全稱叫做“Entry-Level Power Supply Specification”。這套規(guī)范適用于高端PC電源，以及入門級的服務(wù)器電源。而這套規(guī)范是Server System Infrastructure forum（服務(wù)器系統(tǒng)架構(gòu)論壇）。

　　EPS 2.9 電源規(guī)范

　　EPS規(guī)范中規(guī)定，符合EPS規(guī)定，電源主板電源接線必須提供24Pin接口，和一個8Pin的EPS接口，如果電源功率在700至800W之間，電源需要提供一個4Pin的12V接口，如果超過電源功率超過850W，那么則需要提供兩個4Pin 12V接口。而最新的EPS規(guī)范已經(jīng)更新到2.9版本。

　　不過就目前來說，在intel的領(lǐng)導(dǎo)下，CPU供電基本已經(jīng)是4+4Pin的模式，主板供電也達(dá)到了24Pin，也就說，如今的電源基本都是符合ATX和EPS標(biāo)準(zhǔn)的。

　　為什么要有80Plus認(rèn)證

　　除了電源規(guī)范之外，如今電源上還有個比較重要的標(biāo)識，那就是“80Plus”。實(shí)際上，“80Plus”是由美國能源署出臺， Ecos Consulting 負(fù)責(zé)執(zhí)行的一項全國性節(jié)能現(xiàn)金獎勵計劃方案。

　　起初為降低能耗，鼓勵系統(tǒng)商在生產(chǎn)臺式機(jī)或服務(wù)器時選配使用滿載、50%負(fù)載、20%負(fù)載效率均在80%以上和在額定負(fù)載條件下PF值大于0.9的電源。由美國政府自掏腰包，對于符合以上要求的，臺式機(jī)每套系統(tǒng)獎勵5美元，對于服務(wù)器每套系統(tǒng)則獎勵10美元。但是“80Plus”依舊是個民間出資的環(huán)保機(jī)構(gòu)。

　　80Plus效率等級

　　根據(jù)80Plus規(guī)范的要求，電源功率因數(shù)PF需要超過0.9（理想值為1），因?yàn)檫@樣可以為國家電網(wǎng)節(jié)省更多的能源，避免能源的浪費(fèi)，尤其是對于一些工廠用電和集體用電來說。

　　在轉(zhuǎn)換效率上，電源按照轉(zhuǎn)換效率高低，分為多個能效等級，也就是我們俗稱的白牌、銅牌、銀牌、金牌和白金牌，而最近80Plus推出服務(wù)器級別，能效更高的“鈦金牌”效率等級，要求最高效率超過96%！

　　全球第一款白金牌電源

　　這里需要補(bǔ)充一些小知識，在2005年2月，海韻的一款預(yù)上市電源則成為全球第一個通過80Plus認(rèn)證的電源。而在2010年8月，全漢的FSP450-60PTM電源成為全球第一個通過80Plus白金效率的電源。

　　另外需要說明的是，80Plus認(rèn)證的民用電源需要通過115V電壓下的測試，然而，對于大多數(shù)使用220至230V電壓的用戶來說，全電壓設(shè)計顯得有些浪費(fèi)，因?yàn)槿绻豢?0Plus電源拿掉115V的低壓部分的話，大約會減少4至5美金的成本。也就說，如果115V電壓下拿掉高壓部分，或者230V下拿掉低壓部分，效率都會有0.5%至1.5%的變化。

　　效率如何更上一層樓

　　其實(shí)嚴(yán)格的說，關(guān)于電源的工作方式以及在電腦中的重要性，在我們介紹完電源主控開關(guān)管和二次側(cè)整流設(shè)計之后，基本上就已經(jīng)告一段落了。不過，隨著高效電源技術(shù)的發(fā)展，越來越多的IC控制器被應(yīng)用到電源當(dāng)中，通過更科學(xué)更合理的調(diào)控、矯正，以提高電源交流轉(zhuǎn)換直流的工作效率和轉(zhuǎn)換效率更上一層樓。那么這些IC控制芯片以及方案就是我們今天所要介紹的內(nèi)容——“PWM控制器”以及“主控卡關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)”。

　　就目前說，PWM控制器已經(jīng)被應(yīng)用到絕大多數(shù)的電源產(chǎn)品當(dāng)中。其主要的作用是為了保證電壓的穩(wěn)定輸出，和控制傳輸?shù)诫娫簇?fù)載的能量總量，而這些都是通過調(diào)整主開關(guān)管占空比完成。所以PWM控制器也可以看做一次側(cè)主控開關(guān)電路的一部分。

　　而使用PWM控制器的電源，則是讓功率晶體管工作在導(dǎo)通和關(guān)斷狀態(tài)。在這兩種狀態(tài)中，加在功率晶體管上的伏安乘積總是很小的（在導(dǎo)通時，電壓低，電流大；關(guān)斷時，電壓高，電流小）。因此，功率器件上的伏安乘積就是功率半導(dǎo)體器件上所產(chǎn)生的損耗。

　　型號為CM6800的 PFC/PWM控制器

　　這些都是通過主控開關(guān)調(diào)節(jié)占空比完成。而占空比通?？梢栽?%至100%之間調(diào)整，不過通常這個范圍比較小。簡單的說，我們可以把輸出電壓值，看做輸入電壓與占空度的乘積（Vout = Vin × duty cycle）。

　　PWM控制器通常會使用電源理論電壓值，與輸出電壓值不斷進(jìn)行比較。而在PWM的IC芯片中有個電壓誤差放大器，用來執(zhí)行輸出電壓與參考電壓比較電壓值的增益。而根據(jù)這種電壓誤差寬度比較，誤差電壓脈沖寬度整流器則根據(jù)在電壓誤差放大器中反饋的電壓誤差級別來調(diào)整占空比。

　　型號為CM6800的 PFC/PWM控制器

　　除了決定主控開關(guān)的占空比，PWM控制器通常與其它功能合并使用，可以讓電源“溫柔的啟動”，可以有效降低啟動電流的沖擊，相當(dāng)于一個電源過流放大器保護(hù)電源過載。并且可以阻止由于控制器IC芯片電壓過低，以至于無法驅(qū)動主開關(guān)管等等。

　　為了從直流輸出的電壓反饋能直接到達(dá)PWM芯片的電壓誤差放大器，因此會需要一個被隔離的反饋電路。而目前有兩種電氣隔離方法，光學(xué)的（光隔離器）和磁性的（變壓器）。在現(xiàn)代的電源中，光隔離器被使用的情況比較普遍。電壓誤差放大器也通常會安置在光隔離器的二次側(cè)附近，有時我們也將光隔離器成為“光耦合器”。

　　這里稍微介紹一下“光耦合器”。光耦合器以光為媒介傳輸電信號，它對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用。在一些需要通過絕緣層傳送信息但卻不允許物理電氣接觸的場合，通常需要一些隔離器件，比如PWM芯片中的反饋信號，光隔離器就起到一個信號傳遞媒介的作用。

　　而在開關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比，達(dá)到精密穩(wěn)壓目的。

　　根據(jù)通過的峰值電流、最大工作電壓、轉(zhuǎn)換效率級別以及成本角度的考慮，電源制造商對于主控開關(guān)拓?fù)?，通常有很多項設(shè)計方案。包括單管正激、雙管正激、全橋……等等。下面這個表格就列出了幾類常見的主控開關(guān)拓?fù)洹?/p>

　　最近一段時間，有許多的電源制造廠開始廣泛的應(yīng)用另外一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)——“LLC諧振拓?fù)洹?。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是利用諧振電感和電容器組合，主控開關(guān)MOSFET ZVS開通，輸出二極管ZCS關(guān)斷，沒有反向恢復(fù)問題，開關(guān)損耗小，提高轉(zhuǎn)換效率，并且可以促使RFI和EMI減少，有效抑制紋波。

　　主流主控開關(guān)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

　　而利用LLC諧振轉(zhuǎn)換器的主控開關(guān)速度會更快，而轉(zhuǎn)換效率也可達(dá)到93%至95%。當(dāng)然，我們關(guān)于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的類型還有很多，不僅僅局限于上面我們所提到過的那些種類?！?/p>