掀起你的盖头来——探索硬件的内部结构 电源篇

硬件周刊

  作为每一个硬件工作的动力之源──电源,你的电脑有几分“动力”,那它就会带给你几分享受。今天阿萌就以大水牛PP450WHA电源为例,和大家一起走近电源,细品电源吧。

  细观电源外貌

  电源的整个外壳都采用钢板封装。在电源的正面主要有一组带有不同接口的电线从电源内部引出。通过电源接口数量的多少,可以看出电源功率的大小。因为接口多的电源需要更大的功率支持,同时扩展空间也相应地扩大。

  电源背面,也就是电源裸露在机箱背面的部分(如图1)主要由风扇、交流电输入接口与总电源开关构成。

  深入电源内部

  用螺丝刀拧开电源背面的四个螺丝,将电源上盖揭开,就可以看到电源的内部结构了。

  PFC电路

  电源内部除了风扇外,还有一个很大的电路,它是CCC认证中重要的“被动PFC电路”(如图2)。该电路可以对电压的稳定性起到保护和控制作用。目前PFC电路分为主动PFC和被动PFC。由于被动式PFC有EMI(电磁干扰)低、线路简单、制作成本低等优点,所以目前大多数额定400W以下的电源均采用被动PFC。

  散热片、开关变压器

  透过两块散热片(如图3),我们可以看到有两个黄色的变压器,它们分别是高频开关变压器(又称主变压器)和驱动变压器。电源通过开关管轮流导通向变压器输出脉冲电压,再由主变压器实现降压。其中开关变压器是电源的主要热源,所以它被散热片紧紧地包围着。变压器的直径、高度、磁芯的材料都会影响到功率的输出大小,开关变压器直径和高度越大说明电源的功率越大。

  EMI(电磁干扰)滤波电路

  电源在将高压的交流市电转化为电脑可用的低压直流电的过程当中,会遇到很多的高频杂波与同相干扰信号。

  一般情况下,电源会准备两条EMI滤波电路来滤除这些信号。在交流电源输入端有第一条EMI滤波电路,用来滤除高频杂波和干扰信号。为了进一步降低电磁干扰,在第一条EMI滤波电路的末端还设计有磁环(如图4)。当然为了确保输入到整流电路中的电流更加纯净,还应有第二条EMI滤波电路。

  不过今天介绍的这款大水牛电源,将两条EMI滤波电路都做在了电路板上。其中黄色的方块为差模滤波电容,绿色磁芯的是共模扼流圈,最右的蓝色元件是共模滤波电容如(图5)。第一条滤波电路由扼流圈和电容组成的低通网络,能滤除电源线上的高频杂波和同相干扰信号,同时也将电源内部的干扰信号屏蔽起来。第二条滤波电路能充分滤除高频杂波。

  全桥整流电路

  4个封装在一起的二极管,加上两个高大的680μF圆筒状高压电解电容,组成了全桥整流电路,如图6。当然在电源中所采用的这个整流桥除了这种单颗集成式二极管,还有四颗二极管分开组建的。这种集成模块的二极管,功能与分离式的差别不大,但在散热与可靠性方面比分开式更好,目前大部分电源都采用这种模块式的二极管。

  低压滤波电路

  通过开关变压器的高压直流电这时已被降压为硬件可用的低压直流电,但这些直流电中还夹杂了一些杂波。为了确保电流的纯净,用电的安全,这时电源还为这些低压直流电准备了最后一道工序──低压滤波电路(图7)。一般低压滤波电路主要由两个大的扼流线圈和多个低压高容量的滤波电容组成。通过低压滤波电路的处理,主机就可以得到比较安全的低压直流电了。

  看到这儿,电源的主要构造大家基本上了解了。一个电源的品质优劣与以上每一个部分都有关系。最后需要说明的,由于电源中的变压器危害性比较大,所以最好不要随便拆卸电源。