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電腦電源的工作原理是怎么樣的

鉅大LARGE  |  點擊量:46次  |  2020年08月29日  

摘要
來到電源你不知道的事第七期,我們準備回歸初心,回到“電源是怎樣工作的”本身。我們往往對DIY硬件表現出來的性能好壞、跑分高低有很大興趣,卻很少關心它們的工作原理。也許這是大學計算機課程涉及的、也許是半

來到電源你不了解的事第七期,我們準備回歸初心,回到“電源是怎么樣工作的”本身。我們往往對DIY硬件表現出來的性能好壞、跑分高低有很大興趣,卻很少關心它們的工作原理。也許這是大學計算機課程涉及的、也許是半導體工業研究的部分,我們只需了解怎么玩就行。不過,這樣也未免有點膚淺了。作為技術宅,我們還是得對電源的基本工作原理還是要有個認識,也權當是一篇科普文吧。下面我們深入淺出地介紹下。


一、為何要電源?


假如你對供電系統一概不通,可能就會發出一個疑問,為何電力要經過電源才能讓電腦各個硬件正常工作?這得要從電源的工作流程說起。


電源的用途就是要將家用高壓交流電轉換成純凈的低壓直流電


當市電進入電源后,先通過扼流線圈和電容濾波去除高頻雜波和干擾信號,然后經過整流和濾波得到高壓直流電。接著通過開關電路把高壓直流電轉成高頻脈動直流電,再送高頻開關變壓器降壓。最后濾除高頻交流部份,這樣最后輸出供電腦使用的相對純凈的低壓直流電。


通過上面的簡單論述,我們應該了解一二。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位數伏特,比如民用最強的CpU——i7-5960X的標準電壓僅有1.209V。所以,為何我們可以安心在通電非開機狀態下拆裝配件?那就是因為通過電源后整個主機得到的都是低壓直流電。


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,電源內部的大致流程為:高壓市頻交流輸入→一、二級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→開關三極管→高頻率的脈動直流電→開關變壓器(變壓)→低壓高頻交流→低壓濾波電路(整流、濾波)→穩定的低壓直流輸出。


下面我們就每一個環節進行簡單分析,來看看220V的電能如何為各個電腦配件服務。


二、低壓直流電加廠是怎么樣工作的?


1、噔噔噔噔噔噔,220V交流電開始進入我們家的電源了。來到電源匣子后,首先要經過扼流線圈和電容,也就是我們熟悉的一級EMI濾波電路,來濾除高頻雜波和同相干擾信號。


2、一次過濾還是有比較多“雜質”的,所以電源一般還設置二級EMI電路,同樣由電感線圈和電容組成,進一步濾除高頻雜波。


3、電流經過二級EMI電路后,就到了pFC電路。pFC就是“功率因數校正”,重要用來表征電子產品對電能的利用效率。功率因數越高,說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用途,可以在把交流電轉換為直流時提高電源對市電的利用率,減少電能損耗,同時使用pFC能減少電源對市電和其它電器的干擾。


4、經過pFC后,交流電要轉換成直流電了,此時要通過高壓濾波電容,將高壓交流電轉化為高壓直接電。由全橋電路整流和大容量的濾波電容濾波來完成,許多朋友喜歡用這里所用電容容量的大小來判斷電源的功率。


5、轉換成直流電后,要把直流電轉化為高頻率的脈動直流電,這一步由開關電路來完成。開關電路由兩個開關管組成,通過它們的輪流導通和截止來達到轉換目的。


6、到最后一步,低壓濾波。把得到的脈動直流電,送到高頻開關變壓器進行降壓。再由二極管和濾波電容組成的低壓濾波電路進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,讓整機穩定安全得為我們服務。


是不是很簡單?電源的工作原理就是這樣,相比性能配件,電源講究的就是內部的完整以及用料的質量,每一個直流電加工流程,都是同等重要的。


三、最后,一句話總結電源工作原理


為了能用于驅動機箱內的各中pC設備,電源重要通過運行高頻開關技術將輸入的較高的交流電壓(AC)轉換成pC電腦工作所要的(DC),這是電源的基本工作原理。


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