PC电源技术交稿 .docx
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1、精品名师归纳总结一、 概述PC 电源从 80 岁月初显现,相伴 PC 的演化而不断进展,约有 20 年的历史了,它的基本作用就是从供电电网中猎取能量然后转变为适合PC 使用的低压直流电能,同时完成必要的安全隔离功能。在 PC 电源进展过程中也显现过一些不同的类型和标准,由早期的AT 类进展到ATX 类,再进展到现在的 ATX12V (P4)类,输出电压由最初的 4 组增加到 6 组。这些演化是与 PC 逐步进展起来的多样化的电源治理功能、多样化的配置以及PC 系统电源总线结构亲密相关的。电源是 PC的一个关键部件,不仅在性能上要符合相应的标准和规范,而且它的负载才能、牢靠性、以及对主板和外设的
2、适应性和兼容性都对整机系统的牢靠、稳固运行有很大的影响。二、电源应符合的标准与规范与 PC 电源相关的标准和规范有许多,它们从不同的角度对电源提出了不同的要求,是电源是否合格的重要判据,在此对它们分成两类作一简洁介绍:一类标准是强制性标准,是电源必需满意的标准。电气安全方面: GB 4943-1995信息技术设备 包括电气事务设备 的安全(等同IEC 950-1986)。产品不仅要符合该标准的要求,而且仍必需能够获得权威机构的认可才能够进行生产和销售,也就是通常所说的安全认证(现已合并到3C 认证)。产品的安全性是每个国家和的区都特别重视的问题,由于它直接关系到人的生命安全。可编辑资料 - -
3、 - 欢迎下载精品名师归纳总结电磁兼容方面: GB 9254-1998信息技术设备的无线电扰乱限值和测量方法(等同 CISPR 22:1997)。该标准主要对产品产生的传导干扰和辐射干扰提出了限制。其目的就是要求产品在使用时,不能干扰其他设备的正常运行。谐波电流方面: GB 17625.1-1998低压电气及电子设备发出的谐波电流限值(设备每相输入电流 16A)(等同 IEC 61000-3-2:1995)。该标准是针对产品对电网造成的影响而制定的,这种影响称为电力污染。对谐波电流进行抑制的技术习惯上也叫功率因数校正技术( PFC)。上述全部强制性的标准现已合并到一起进行认证,实施后认证名称称
4、为CCC 认证(即 C 认证),将会在 2003 年 5 月日强制实施。另一类标准是非强制性的标准,也可以叫做举荐标准。电磁兼容方面: GB/T 17618-1998信息技术设备抗扰度限值和测量方法(等同 CISPR 24:1997)。该标准与 GB 9254-1998信息技术设备的无线电扰乱限值和测量方法其实是产品电磁兼容性的两个方面,GB9254 着眼于产品发出的干扰,而 GB 17618 就是产品应具备的抗干扰才能,只有同时满意这两方面的要求才算完善的产品,才能保证不同的设备同时使用时不会相互影响。综合性: GB/T 14714-1993微小型运算机系统设备用开关电源通用技术条件该标准在
5、国际上并没有相对应的标准,是我国特的针对运算机电源产品编写的一份指 导性的标准,它的内容涉及产品的性能、环境、制造、检测、包装、运输等等内容。 虽然不属于强制性标准,但它所包含的内容比较全面,有较好的参考价值和指导意义。Intel :ATX/ATX12V Power Supply Design Guide , SFX/SFX12V Power Supply Design Guide。最终要介绍的规范,就是Intel 的这两个电源设计指南,这两份设计指南虽然不是由国家机构发布的标准,严格意义上也不是规范文件,但它却是目前 PC 电源领域最重要的产品设计参考,由于Intel 在 PC 领域长期处于
6、确定的领先位置,成了事实上的行业“领头羊”和兼容标准。这两份设计指南中对PC 电源作了特别详尽的描述,从形状结构、接口定义到各个输入输出参数的定义和设定,几乎涵盖PC 电源全部特性。目前全球绝大多数的PC 电源都在依据该指南进行设计、测试、和评判。此指南的 Intel 官方网址为: www.formfactors.org可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结三、 PC 电源原理常见 PC 电源原理框图如下:帮助帮助帮助输出开关管变压器整流器 /滤波器光电耦和器信号/ 误差 放大器+5VSB主四、主运算机的功率分输配出可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结开关管变压器整流器
7、/ 滤波器+5V / +12V / -12V可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结输入整流器 / 滤不波器同配置的运算机和功率安排相差很大,且各配件的3 端功稳率压器需求也在不断变化,-5因V此,在此仅举例说明,详细情形要视使用的配置及环境而定。可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结PFCP4 C1P10U/22功0耗表转换开关磁放大器整流器 /滤波器反馈+3.3V可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结EMI滤波器驱动变压器PWM掌握器+5V / +12V反馈 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结可编辑资
8、料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结AC 输入隔离分界线爱护/时序规律产生全部输出 P.G PS_ON#可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结 PC电源的基本原理和常见电路结构PC电源的基本作用就是将沟通电网的电能转换为适合主机使用的低压直流电供应整机使用。对 ATX类(包括 P4 电源)电源总共有六路输出,分别是 +5V、-5V 、+12V、-12V、+3.3V 及+5Vsb。PC 电源采纳开关变换的技术,就是把沟通电第一整流为300V左右的高压直流电,然后通过半导体开关交替导通和关断变成连续的脉冲,再经变压 器隔离降压及输出滤波后变为低压的直流电。输出电压的稳固就是依靠对脉冲
9、宽度的 转变来实现,这就叫做脉宽调制PWM。由高压直流到低压多路直流的这一过程也可称 DC-DC变换,是开关电源的核心技术。采纳开关变换的显著优点是大大提高了电能的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结转换效率,典型的 PC 电源效率为 68%-75%,而相应的线性稳压电源的效率仅有50%左右。整个 PC电源通常是由主电源和帮助电源两个部分构成。最早的AT 电源没有帮助电源,帮助电源是从ATX开头才显现的。它的主要作用是用来产生待机输出+5Vsb,供应主板上开关机和电源治理线路使用。帮助电源部分大多采纳了单端反激的电路结构,输出功率在 10W左右,早期的 ATX电源中多采纳单端自激式
10、的 RCC线路,成本较低,近来由于功率的上升有逐步转为 PWM的趋势(多为 PWM+MOSF的ET集成器件为核心)。单端反激的线路结构简洁,体积小,效率较高。在 ATX 电脑中,不论开机仍是关机状态,只要沟通输入通电,电源的帮助部分就会工作,该线路是电源中工作时间最长的部分,因此它的牢靠性和使用寿命对整机有重要的意义。随着电脑越来越多样化的电源治理的进展,需要+5Vsb 能够供应更大的电流来支持,最早的ATX 要求0.1 A ,后来增加到 0.72A,到 P4 系统时就要求 2A 的待机输出。PC 电源的主电源部分长期以来就存在两种常用的线路结构,单端正激式和半桥式。单端正激式一般采纳电流模式
11、(Current Mode )掌握的 PWM芯片(典型的是UC3842)和一只功率 MOSFET构成初级回路,工作频率多在60-100KHz,开关管采纳直接驱动的方式。半桥式一般采纳电压模式(Voltage Mode )掌握的 PWM芯片(典型的是 TL494)和两只功率三级管构成初级回路,工作频率多在30KHz,开关管的驱动就采纳隔离的比例驱动方式。次级整流部分都采纳二极管(12V 使用快复原管, 5V 和 3.3V 使用肖特基管)作为整流器件。一般说来,单端正激式的线路适和中小功率,线路比半桥式简洁,效率稍高,但EMI 大一些。而半桥式线路就适合较大功率,EMI 也低一些,但线路稍为复杂。
12、辨认单端正激和半桥式,有个简洁方法是数变压器的个数,单 端正激式 PC电源有两个变压器,一大一小分别为主变压器和帮助变压器。半桥式就会多一个小变压器,是驱动变压器。+3.3V 是一个比较特别的部分,对该部分的掌握在ATX 电源进展前期有少数产品采 用 MOSFET线 性 稳 压, 现 已 特别 少 见 , 目 前一般 采 用 磁放 大 器( Magnetic Amplifier)的稳压技术,可以取得较高的稳压精度和效率。磁放大器其实是用高导磁率的非晶或超微晶材料制作的可饱和的电感,它在未饱和的时候具有很大的电感量, 相当于将电路断开,而在饱和的时候又相当于导线将电路连通,可以起到一只开关的作用
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