重溫電源PCB結構的主要進(jìn)化路線(xiàn)

　　1946年第一臺通用計算機在美國誕生，它的占地面積高達170平方米，而如今我們的主機甚至可以做到像一個(gè)U盤(pán)這么小。作為主機的一部分，PC電源也在不停的進(jìn)化。今天，我就來(lái)簡(jiǎn)要說(shuō)說(shuō)關(guān)于PC電源內部電路設計的主要進(jìn)化路線(xiàn)。

　　重溫電源PCB結構

　　在聊PCB演化歷程之前，首先我們來(lái)溫習一下電源的PCB結構。

　　▍ EMI濾波

　　EMI濾波系統在電源中的作用是過(guò)濾掉市電中的雜質(zhì)，使輸入電流更加純凈不會(huì )干擾硬件工作。一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)價(jià)格正常的電源都會(huì )有一、二級EMI濾波。有些電源會(huì )把一級EMI濾波做在輸入電源線(xiàn)腳上，而上圖的電源則將其做在PCB板上。

　　▍ 整流橋

　　電流經(jīng)過(guò)濾波后進(jìn)入PFC，首先通過(guò)整流橋，整流橋將交流電轉換成直流電。一般來(lái)說(shuō)，整流橋在工作時(shí)都會(huì )有不少發(fā)熱量，設計優(yōu)秀的電源會(huì )將整流橋鎖在散熱片上，像愛(ài)國者電競500把兩塊整流橋直接設計在PCB板上是不合理的。

　　▍ PFC

　　從整流橋出來(lái)的電流進(jìn)入PFC，PFC是Power Factor Correction的簡(jiǎn)稱(chēng)，翻譯過(guò)來(lái)就是功率因素校正。交流電成波浪狀，采用PFC的電源可利用不僅是波峰和谷峰附近的電能，提高利用率。

　　▍ 主電容

　　主電容(PFC電容)在電源中的作用：一是濾波，二是貯存電量保證突然斷電時(shí)有一定的電量支持電腦硬件作出反應。

　　▍ 變壓系統

　　接下來(lái)是變壓系統，一般分為大小變壓器，將市電降壓到適合主機使用。圖中較大的便是主變壓器。

　　▍ 整流、穩壓、濾波

　　整流管鎖在金屬片上

　　變壓器出來(lái)的電流會(huì )由經(jīng)過(guò)一次整流變成直流電，然后進(jìn)行穩壓濾波后才能輸出到電腦的各個(gè)硬件上。

　　電源PCB各結構的演化

　　復習完電源PCB的大致結構，接下來(lái)就是今天的主題。這次我主要說(shuō)說(shuō)電源PCB上的 PFC 、 變壓系統 、 整流 、 穩壓系統 的演變。

　　▍ PFC的變化

　　在很久很久以前， PC電源并沒(méi)有PFC結構 ，市電輸入后經(jīng)過(guò)二極管整流電容濾波， 只能利用到波浪狀交流電的波谷和峰谷附近的能量 ，在一個(gè)周期的其他時(shí)間都不會(huì )有電流輸入， 利用率相當低 。而電源沒(méi)用到的電能并不會(huì )計入電費中，因此我們并不會(huì )造成任何浪費。相反則是國家供電網(wǎng)會(huì )浪費電能。我國PC的 3C認證是電源必須有PFC結構 。

　　電容左側的被動(dòng)式PFC

　　PFC分為主動(dòng)式PFC和被動(dòng)式PFC。被動(dòng)式PFC就是一個(gè)體積較大的電感線(xiàn)圈，它的 功率校正因素最高也只能去到0.8 ，而且輸入電壓范圍不能太寬。不過(guò)這種結構勝在 成本低 ，在很多低端電源上能見(jiàn)到它的蹤跡。

　　電感線(xiàn)圈左右有控制IC和電容

　　為了提高利用率、擴大輸入電壓范圍，很多電源都舍棄被動(dòng)式PFC改為采用主動(dòng)式PFC。主動(dòng)式PFC由電感線(xiàn)圈，濾波電容、開(kāi)關(guān)管以及控制IC等元器件組成。它的功率校正因素可以輕松達到 99% 以上，輸入電壓范圍也可達到90-240V，但成本也相應提高不少。從被動(dòng)式PFC進(jìn)化成主動(dòng)式PFC，電源的減少浪費電能，確實(shí)是好事。

　　淘寶知名品牌“爵柏”的水泥PFC

　　然而有些黑心商家出售的電源居然用“水泥PFC”，這種假PFC里面只有一塊水泥。這種電源使用起來(lái)是相當危險的，大家在購買(mǎi)電源時(shí)注意要優(yōu)先選擇采用主動(dòng)式PFC的電源，如果想購買(mǎi)低功率電源可以適當買(mǎi)被動(dòng)式PFC的電源。