你了解电源吗？整流设计影响输出品质
泡泡网电源频道7月10日 关于PC电源的介绍，我们已经通过了之前的两篇文章，《你了解电源吗？ 小白晋级不完全教程》和《你了解电源吗？主动PFC究竟有多重要》，和大家一起了解了电源在电脑中不可或缺的重要性，并且也清楚了EMI滤波电路和主动PFC在电网中的具体作用，以及其存在于电源之间的必要性。
那么今天我们将继续电源内部知识的介绍，电源主控开关、电源变压器以及各级整流滤波电路的方式。而通过我们今天这部分内容的介绍，大家将会了解到，电源是如何将交流电，转换为安全稳定的直流电的。
下面我们将从电源的“主控开关（Main Switches）”开始。
相关阅读：
根据资料的解释，电源的主控开关（Main Switches）只有两种状态模式，一种是“开（导通）”，而另一种则是“关（非导通）”。用于导通和切断从滤波电容输出的直流信号，通过开关闭合形成脉冲信号，而输入电压大小决定了脉冲信号的振幅，开关稳压控制器来调节占空比。因此，直流信号被转换成方波形式输入到电源的主变压器中。
占空比是脉冲持续时间与脉冲周期的之间的不知比值
而由电源的主变压器调整直流电压之后，输出到电压二次侧中（输出电压为：+12V、5V、3.3V、5VSB和-12V）。因此变压器在电压一次侧和二次侧之间扮演着相当重要的角色。
当主控开关接通时，通过的电压为零（理论上）；而主控开关断开时，通过的电流为零，这意味着在主控开关中应该没有能量损失。
然而这只是一种理想状态，在现实中，没有任何晶体管或者MOSFET管能做到零损耗。主控开关的晶体管，开和关之间，总有那么一小段时间内，会同时存在着电压和电流，所以电压和电流的乘积就不可能为零，由此就产生了电能损耗，也就是“热量”。因为电源内所有的MOSFET管，都是通过风扇和散热片进行散热。
相关阅读：
在电源的二次侧部分，整流器和滤波器在电源中的作用，就像他们的名字一样如意理解，其主要任务就是，通过MOSFET开关管矫正和过滤高频整流波形电流，完成二次侧部分的整流任务。
在这个电路部分，我们也将会了解到 两种不同的低压整流设计，“被动式”和“同步式”。前者通常会使用肖特基二极管，而后者则会使用MOSFET管代替肖特基二极管。使用MOSFET管代替肖特基二极管的主要作用，就是为了减少正向电压压降。
肖特基二极管
我们举个例子先，一个典型的肖特基二极管有0.5V左右的压降，如果导通40A的电流，那么就会出现20W的能量损失（40A×0.5V=20W）。如果我们用MOSFET管代替掉肖特基二极管，一般MOSFET的电阻为0.003欧姆，那么损失掉的能量仅有4.8W（40A×40A×0.003Ω）。那么这样算来，我们就可以节省15.2W，提高将近24%的功耗。
而实际使用中，我们也会见到肖特基二极管和MOSFET管同时使用的情况，因此我们也把这样的整流设计叫做“半同步整流”。其主要目的，就是为了节省成本，因为肖特基二极管相对要更便宜一些。
同步整流MOSFET整流管
另外，电源有个-12V输出电路，而-12V的产生，主要由于使用传统二极管的原因，并且因为在-12V这一路我们不需要过重的负载（通常电流小于1A）。5VSB是在电源关闭状态下的仍在通电的输电路，并且拥有一个完全独立的变压器，因此我们也称其为，“待机电路”。而剩下输出的主输出（+12V、5V、3.3V）则将会进一步的稳压调节。这部分的调压方式将会有三种：组调节（Group regulation）、独立调节（Independent regulation）和DC-DC模块调节（DC-DC conversion），完成进一步稳压调节过滤。而下面我们就来逐一的介绍一下。
相关阅读：
组调节（Group regulation）
“组调节”经常被用于输出能力较低或者比较廉价的电源当中。当然，我们可以通过计算电源二次侧的电感线圈使用个数，来快速判断电源是否是“组调节”。如果你发现只有两个电感，那么就是“组调节”。个头稍大的电感用于12V和5V输出，另一个较小的用于3.3V输出。+12V和5V的调压是同时进行，并且通过同一个电压反馈控制器控制。
组调节（Group regulation）
不过，如果12V和5V线路负载的不平衡的话，同时输出+12V和5V来说，就很容易出现问题（如果12V负载高，5V负载低，那么调压控制就会调高12V电压，那么同时输出的5V，也会被调压控制器也会调高，因此5V电压就会偏高，甚至会超出规范）。因此在交叉负载的测试中，通过“组调压”的5V电压则经常会超过+/-5%的标准。而在“组调压”中3.3V则是通过在12V或5V输出后的一个磁放大线圈进行调压。
相关阅读：
独立调节（Independent regulation）
“独立调节”，通常被使用大功率和高性能电源上，不过成本相对较高些。在这样的独立调压控制器中，所有的输出的直流电电压都会被单独进行调整，而在电压负载不平衡时，则不会出现个输电电压突升或者骤降的情况出现。
独立调节（Independent regulation）
电源+12V电路通过主调压器调整，而5V和3.3V则通过磁放大线圈调整。并且你同样可以通关过计算二次侧的磁线圈，鉴别电源是否使用了“独立调压”，而通常情况下，独立调压电源在二次侧会使用3个电感线圈。
相关阅读：
不过现在很多电源制造厂，都开始使用Buck电路对小功率输出的输电路进行压降转换，其实这就是我们在比较高端的电源产品中比较常见的调压方式——“DC-DC调压模块”。
DC-DC模块调节（DC-DC conversion）
过程是这样，5V和3.3V直接有12V降压生成，这样可以再交叉负载中，有着很不错的效率。不过这里，我们需要指出的是，DC-DC调压模块，其实也是独立调压方式的一种。
这样的情况也是DC-DC模块
另外，在滤波整流之后的环型磁线圈，不仅参与到电压的矫正，还会起到更好的滤波作用，更好的一直电流的输出纹波。然而，在一些利用LLC谐振电路拓扑的电源中，通常我们则不会在二次侧（+12V输出）看到这样的环型磁线圈，而如果有的话，那么它仅仅起到了过滤的作用。
相关阅读：
关注我们
