1為什么要電源?
【PConline 雜談】來(lái)到電源你不知道的事第七期，我們準(zhǔn)備回歸初心，回到“電源是怎樣工作的”本身。我們往往對(duì)DIY硬件表現(xiàn)出來(lái)的性能好壞、跑分高低有很大興趣，卻很少關(guān)心它們的工作原理。也許這是大學(xué)計(jì)算機(jī)課程涉及的、也許是半導(dǎo)體工業(yè)研究的部分，我們只需知道怎么玩就行。不過(guò)，這樣也未免有點(diǎn)膚淺了。作為技術(shù)宅，我們還是得對(duì)電源的基本工作原理還是要有個(gè)認(rèn)識(shí)，也權(quán)當(dāng)是一篇科普文吧。下面我們深入淺出地介紹下。
一、為什么要電源？
電源拆解圖
如果你對(duì)供電系統(tǒng)一概不通，可能就會(huì)發(fā)出一個(gè)疑問(wèn)，為什么電力要經(jīng)過(guò)電源才能讓電腦各個(gè)硬件正常工作？這得要從電源的工作流程說(shuō)起。
電源的作用就是要將家用高壓交流電轉(zhuǎn)換成純凈的低壓直流電
當(dāng)市電進(jìn)入電源后，先通過(guò)扼流線圈和電容濾波去除高頻雜波和干擾信號(hào)，然后經(jīng)過(guò)整流和濾波得到高壓直流電。接著通過(guò)開(kāi)關(guān)電路把高壓直流電轉(zhuǎn)成高頻脈動(dòng)直流電，再送高頻開(kāi)關(guān)變壓器降壓。最后濾除高頻交流部份，這樣最后輸出供電腦使用的相對(duì)純凈的低壓直流電。
從220V到0.754V
通過(guò)上面的簡(jiǎn)單論述，我們應(yīng)該知道一二。家用電路的電壓為220V，而我們熟悉的電腦配件的電壓一般只有個(gè)位數(shù)伏特，比如民用最強(qiáng)的CPU——i7-5960X的標(biāo)準(zhǔn)電壓僅有1.209V。所以，為什么我們可以安心在通電非開(kāi)機(jī)狀態(tài)下拆裝配件？那就是因?yàn)橥ㄟ^(guò)電源后整個(gè)主機(jī)得到的都是低壓直流電。
流程圖
也許你還是舉得不明白，那么一張圖就能告訴大家一切。如上圖所示，電源內(nèi)部的大致流程為：高壓市頻交流輸入→一、二級(jí)EMI濾波電路（濾波）→全橋電路整流(整流)+大容量高壓濾波電容(濾波)→高壓直流→開(kāi)關(guān)三極管→高頻率的脈動(dòng)直流電→開(kāi)關(guān)變壓器（變壓）→低壓高頻交流→低壓濾波電路（整流、濾波）→穩(wěn)定的低壓直流輸出。
下面我們就每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，來(lái)看看220V的電能如何為各個(gè)電腦配件服務(wù)。
2電源的工作原理是怎樣呢？回頂部
二、低壓直流電加工廠是怎樣工作的？
一級(jí)EMI濾波電路
1、噔噔噔噔噔噔，220V交流電開(kāi)始進(jìn)入我們家的電源了。來(lái)到電源匣子后，首先要經(jīng)過(guò)扼流線圈和電容，也就是我們熟悉的一級(jí)EMI濾波電路，來(lái)濾除高頻雜波和同相干擾信號(hào)。
二級(jí)EMI濾波電路
2、一次過(guò)濾還是有比較多“雜質(zhì)”的，所以電源一般還設(shè)置二級(jí)EMI電路，同樣由電感線圈和電容組成，進(jìn)一步濾除高頻雜波。
PFC，現(xiàn)在的基本是主動(dòng)PFC
3、電流經(jīng)過(guò)二級(jí)EMI電路后，就到了PFC電路。PFC就是“功率因數(shù)校正”，主要用來(lái)表征電子產(chǎn)品對(duì)電能的利用效率。功率因數(shù)越高，說(shuō)明電能的利用效率越高。它在增流濾波電路中有著非常重要的作用，可以在把交流電轉(zhuǎn)換為直流時(shí)提高電源對(duì)市電的利用率，減少電能損耗，同時(shí)使用PFC能減少電源對(duì)市電和其它電器的干擾。
主電容
4、經(jīng)過(guò)PFC后，交流電要轉(zhuǎn)換成直流電了，此時(shí)要通過(guò)高壓濾波電容，將高壓交流電轉(zhuǎn)化為高壓直接電。由全橋電路整流和大容量的濾波電容濾波來(lái)完成，許多朋友喜歡用這里所用電容容量的大小來(lái)判斷電源的功率。
開(kāi)關(guān)電路
5、轉(zhuǎn)換成直流電后，需要把直流電轉(zhuǎn)化為高頻率的脈動(dòng)直流電，這一步由開(kāi)關(guān)電路來(lái)完成。開(kāi)關(guān)電路由兩個(gè)開(kāi)關(guān)管組成，通過(guò)它們的輪流導(dǎo)通和截止來(lái)達(dá)到轉(zhuǎn)換目的。
低壓濾波
6、到最后一步，低壓濾波。把得到的脈動(dòng)直流電，送到高頻開(kāi)關(guān)變壓器進(jìn)行降壓。再由二極管和濾波電容組成的低壓濾波電路進(jìn)行整流和濾波就得到了電腦上使用的純靜的低壓直流電。至此，我們熟悉的主板24Pin接口吸收的就是純靜的低壓直流電，讓整機(jī)穩(wěn)定安全得為我們服務(wù)。
是不是很簡(jiǎn)單？電源的工作原理就是這樣，相比性能配件，電源講究的就是內(nèi)部的完整以及用料的質(zhì)量，每一個(gè)直流電加工流程，都是同等重要的。
三、最后，一句話總結(jié)電源工作原理
為了能用于驅(qū)動(dòng)機(jī)箱內(nèi)的各中PC設(shè)備，電源主要通過(guò)運(yùn)行高頻開(kāi)關(guān)技術(shù)將輸入的較高的交流電壓(AC)轉(zhuǎn)換成PC電腦工作所需要的(DC)，這是電源的基本工作原理。
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