鉅大LARGE | 點擊量:1245次 | 2020年08月29日
電腦電源的工作原理是怎么樣的
來到電源你不了解的事第七期,我們準(zhǔn)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(xiàn)出來的性能好壞、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,我們只需了解怎么玩就行。不過,這樣也未免有點膚淺了。作為技術(shù)宅,我們還是得對電源的基本工作原理還是要有個認(rèn)識,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、為何要電源?
假如你對供電系統(tǒng)一概不通,可能就會發(fā)出一個疑問,為何電力要經(jīng)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(zhuǎn)換成純凈的低壓直流電
當(dāng)市電進(jìn)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(jīng)過整流和濾波得到高壓直流電。接著通過開關(guān)電路把高壓直流電轉(zhuǎn)成高頻脈動直流電,再送高頻開關(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純凈的低壓直流電。
通過上面的簡單論述,我們應(yīng)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(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,為何我們可以安心在通電非開機(jī)狀態(tài)下拆裝配件?那就是因為通過電源后整個主機(jī)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(nèi)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(guān)三極管→高頻率的脈動直流電→開關(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。
下面我們就每一個環(huán)節(jié)進(jìn)行簡單分析,來看看220V的電能如何為各個電腦配件服務(wù)。
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(jìn)入我們家的電源了。來到電源匣子后,首先要經(jīng)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(zhì)”的,所以電源一般還設(shè)置二級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。
3、電流經(jīng)過二級EMI電路后,就到了pFC電路。pFC就是“功率因數(shù)校正”,重要用來表征電子產(chǎn)品對電能的利用效率。功率因數(shù)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(zhuǎn)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(jīng)過pFC后,交流電要轉(zhuǎn)換成直流電了,此時要通過高壓濾波電容,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(zhuǎn)換成直流電后,要把直流電轉(zhuǎn)化為高頻率的脈動直流電,這一步由開關(guān)電路來完成。開關(guān)電路由兩個開關(guān)管組成,通過它們的輪流導(dǎo)通和截止來達(dá)到轉(zhuǎn)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(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)動機(jī)箱內(nèi)的各中pC設(shè)備,電源重要通過運行高頻開關(guān)技術(shù)將輸入的較高的交流電壓(AC)轉(zhuǎn)換成pC電腦工作所要的(DC),這是電源的基本工作原理。