PC電源知多少

PC機所使用的電源是基于一種叫做 “開關模式 ”的技術，所以我們通常把PC電源稱為——開關電源(SMPS)，它還有一個別名——直流——直流轉換器。在這篇文章中，我們將為大家介紹一下開關電源的工作模式和原理、開關電源的內部元件以及這些元件的功能。

線性電源基礎知識

目前電源主要有兩種類型：線性電源(LINEAR)和開關電源(SWITCHING)。線性電源的工作原理是先將127V或220V的市電通過變壓器轉換成低壓電，如12V等，經過轉換后的低壓仍為交流電;再通過一系列的二極管進行校正和整流，將低壓交流轉換成脈動電壓(圖1和圖2“3”)。下一步需要對脈動電壓進行濾波，通過電容完成，再經過濾波后的低壓交流變成直流電(圖1和2“4”);這時的低壓直流還是不夠純凈，會有一定的波動(這種電壓波動就是我們常說的紋波)，所以還需要調節(jié)電壓二極管或電壓整流電路進行校正。最后，我們得到一個純低壓直流輸出(圖1和圖2中的 “5”)。

圖1：標準的線性電源設計圖

圖2：線性電源的波形

雖然線性電源非常適合為無繩電話、PlayStation/Switch/Xbox游戲機等低功率設備供電，但對于高功率設備來說，線性電源會讓人難以承受。

對于線性電源來說，內部電容和變壓器的大小與交流市電的頻率成反比：即輸入市電的頻率越低，線性電源所需的電容和變壓器越大，反之亦然。由于目前的交流市電是60Hz(有些國家是50Hz)，頻率相對較低，其變壓器和電容往往相對較大。另外，交流市電的浪涌越大，線性電源的變壓器尺寸也就越大。

由此可見，做一個線性電源，對于PC界來說是一個瘋狂的舉動，因為它的體積會非常大，重量也會很重。這也是個人PC用戶不適合使用線性電源的原因。

開關電源基礎知識

高頻開關電源可以很好地解決這個問題，采用高頻開關電源的模式。對于高頻開關電源來說，在進入變壓器之前，交流輸入電壓可以先升壓(一般在升壓前50-60KHz)。隨著輸入電壓的升高，變壓器、電容等元件不需要像線性電源那樣大而化之。這種高頻開關電源正是我們的個人電腦和VCR等設備所需要的。需要注意的是，我們通常所說的 “開關電源 ”其實是 “高頻開關電源 ”的簡稱，它與電源本身的開關和開機無關。

實際上，終端用戶的PC電源采用的是一種更優(yōu)化的方案：閉環(huán)系統(tǒng)--控制開關電源的電路，從電源的輸出端獲取反饋信號，然后根據PC機的功耗，在一定的時間段內根據電源的變壓器，增加或減少電壓的頻率，以適應電源的變壓器(這種方法稱為PWM，脈寬調制)。因此，開關電源可以根據與之相連的耗電設備的功耗大小進行自我調節(jié)，從而使變壓器等元件帶走較少的能量，減少發(fā)熱。

相比之下，線性電源的設計理念是以功率為重，即使負載電路不需要大量的電流，也是以功率為重。這樣做的后果是，即使在不需要的時候，所有的元件都會滿負荷工作，從而導致發(fā)熱量大大增加。