鑫泊电器电源培训资料

鑫泊电器电源培训资料,苏州鑫泊电器有限公司 研发部 2005,目录,一. PC电源概述二. 电源应符合的标准与规范三. PC电源原理四、电源优劣的评判五、PC电源常见故障及判定方法,一. PC电源概述,PC电源从80年代初出现，伴随PC的演变而不断发展，有20多年的历史了.它的基本作用就是从供电电网中获取能量然后转变为适合PC使用的低压直流电能，同时完成必要的安全隔离功能。,PC电源概述(续）,在PC电源发展过程中也出现过一些不同的类型和标准，由早期的AT类发展到ATX类，再发展到现在的ATX12V（P4）类，输出电压由最初的4组增加到6组。这些演变是与PC逐渐发展起来的多样化的电源管理功能、多样化的配置以及PC系统电源总线结构密切相关的。,PC电源概述(续）,电源是PC的一个关键部件，不仅在性能上要符合相应的标准和规范，而且它的负载能力、可靠性、以及对主板和外设的适应性和兼容性都对整机系统的可靠、稳定运行有很大的影响。,PC电源概述（续）,环保节能、高频、高效、低压化、标准化是开关电源主要发展趋势,二.电源应符合的标准与规范,与PC电源相关的标准和规范有很多，它们从不同的角度对电源提出了不同的要求，是电源是否合格的重要判据，在此对它们分成两类作一简单介绍：一类标准是强制性标准，是电源必须满足的标准。,电源应符合的标准与规范（续）,电气安全方面：GB 4943-2001信息技术设备(包括电气事务设备)的安全。产品不仅要符合该标准的要求，而且还必须能够获得权威机构的认可才能够进行生产和销售，也就是通常所说的安全认证。产品的安全性是每个国家和地区都非常重视的问题，因为它直接关系到安全问题。,电源应符合的标准与规范（续）,电磁兼容方面：GB 9254-1998信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法。该标准主要对产品产生的传导干扰和辐射干扰提出了限制。其目的就是要求产品在使用时，不能干扰其他设备的正常运行。,电源应符合的标准与规范（续）,谐波电流方面：GB 17625.1-2003低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流16A）。该标准是针对产品对电网造成的影响而制定的，这种影响称为电力污染。对谐波电流进行抑制的技术习惯上也叫功率因数校正技术（PFC:PowerFactorCorrection ）。,电源应符合的标准与规范（续）,上述三种强制性的标准现一起进行认证，实施后认证名称称为CCC认证（即C认证），已经在2003年5月日强制实施。,电源应符合的标准与规范（续）,另一类标准是非强制性的标准，也可以叫做推荐标准。电磁兼容方面：GB/T 17618-1998信息技术设备抗扰度限值和测量方法。该标准与GB 9254-1998信息技术设备的无线电骚扰限值和测量方法其实是产品电磁兼容性的两个方面，GB9254着眼于产品发出的干扰，而GB 17618则是产品应具备的抗干扰能力，只有同时满足这两方面的要求才算完善的产品，才能保证不同的设备同时使用时不会互相影响。,电源应符合的标准与规范（续）,综合性：GB/T 14714-1993微小型计算机系统设备用开关电源通用技术条件我国专门针对计算机电源产品编写的一份指导性的标准，它的内容涉及产品的性能、环境、制造、检测、包装、运输等等内容。虽然不属于强制性标准，但它所包含的内容比较全面，有较好的参考价值和指导意义。,电源应符合的标准与规范（续）,Intel：ATX/ATX12V Power Supply Design Guide，SFX/SFX12V Power Supply Design Guide,电源应符合的标准与规范（续）,设计指南虽然不是由国家机构发布的标准，严格意义上也不是规范文件，但它却是目前PC电源领域最重要的产品设计参考，因为Intel在PC领域长期处于绝对的领先地位，成了事实上的行业“领头羊”和兼容标准。这两份设计指南中对PC电源作了非常详尽的描述，从外形结构、接口定义到各个输入输出参数的定义和设定，几乎涵盖PC电源所有特性。目前全球绝大多数的PC电源都在依据该指南进行设计、测试、和评价。,电源应符合的标准与规范（续）各国认证标志,电源应符合的标准与规范（续）各国认证标志,电源应符合的标准与规范（续）各国认证标志,电源应符合的标准与规范（续）各国认证标志,电源应符合的标准与规范（续）各国认证标志,电源应符合的标准与规范（续）各国认证标志,三.PC电源原理原理框图如下：,AC输入,PC电源原理（续）, PC电源的基本原理和常见电路结构PC电源的基本作用就是将交流电网的电能转换为适合主机使用的低压直流电供给整机使用。对ATX类（包括P4电源）电源总共有六路输出，分别是+5V、-5V、+12V、-12V、+3.3V及+5Vsb。PC电源采用开关变换的技术，就是把交流电首先整流为300V左右的高压直流电，然后通过半导体开关交替导通和关断变成连续的,PC电源原理（续）,脉冲，再经变压器隔离降压及输出滤波后变为低压的直流电。输出电压的稳定则是依赖对脉冲宽度的改变来实现，这就叫做脉宽调制PWM(Pulse-WidthModulation) 。由高压直流到低压多路直流的这一过程也可称DC-DC变换，是开关电源的核心技术。采用开关变换的显著优点是大大提高了电能的转换效率，典型的PC电源效率为68%-75%，而相应的线性稳压电源的效率仅有50%左右。,PC电源原理（续）,整个PC电源通常是由主电源和辅助电源两个部分构成。最早的AT电源没有辅助电源，辅助电源是从ATX开始才出现的。它的主要作用是用来产生待机输出+5Vsb，供给主板上开关机和电源管理线路使用。辅助电源部分大多采用了单端反激的电路结构，输出功率在10W左右，早期的ATX电源中多采用单端自激式的RCC线路，成本较低，近来因为功率的上升有逐渐转为PWM的趋势（多为PWM+MOSFET的集成器件为核心）。单端反激的线路结构简单，体积,PC电源原理（续）,小，效率较高。在ATX电脑中，不论开机还是关机状态，只要交流输入通电，电源的辅助部分就会工作，该线路是电源中工作时间最长的部分，因此它的可靠性和使用寿命对整机有重要的意义。随着电脑越来越多样化的电源管理的发展，需要+5Vsb能够提供更大的电流来支持，最早的ATX要求0.1A，后来增加到0.72A，到P4系统时则要求2A的待机输出。,PC电源原理（续）,PC电源的主电源部分长期以来就存在两种常用的线路结构，单端正激式和半桥式。单端正激式一般采用电流模式（Current Mode）控制的PWM芯片（典型的是UC3842）和一只功率MOSFET构成初级回路，工作频率多在60-100KHz，开关管采用直接驱动的方式。半桥式一般采用电压模式（Voltage Mode）控制的PWM芯片（典型的是TL494）和两只功率三级管构成初级回路，工作频率多在30KHz，开关,PC电源原理（续）,管的驱动则采用隔离的比例驱动方式。次级整流部分都采用二极管（12V使用快恢复管，5V和3.3V使用肖特基管）作为整流器件。一般说来，单端正激式的线路适和中小功率，线路比半桥式简单，效率稍高，但EMI大一些。而半桥式线路则适合较大功率，EMI也低一些，但线路稍为复杂。辨认单端正激和半桥式，有个简单办法是数变压器的个数，单端正激式PC电源有两个变压器，一大一小分别为主变压器和辅助变压器。半桥式则会多一个小变压器，是驱动变压器。,PC电源原理（续）,电源的EMI滤波部分主要是为了滤除外界的突发脉冲和高频干扰,同时将其自身产生的电磁辐射削减到最低.ATX电源的EMI部分主要是由滤除共模干扰的电容、滤除差模干扰的电容、扼流线圈等组成。较好的电源其EMI部分通常采用两部分，ATX电源的EMI是3C认证中的一个重要检测项目。,PC电源原理（续）,PFC(PowerFactorCorrection)电路即功率因数校正电路,PFC补偿电路分为两种，一种是被动式PFC，其作用是可以降低电源对电网谐波干扰和电网对电源干扰，成本较低，可靠性比较高。另一种是主动式PFC电路，主动式PFC功率因数高,AC输入电压可以设计成宽电网100264Vac，不过相对于被动式PFC而言，其成本较高，可靠性反而不如被动式PFC设计。在国内销售的电源大部分采用的为被动式PFC,其最明显的特征是含有一个PFC电感。,PC电源原理（续）,PWM控制电路部分,是通过反馈电路从输出端取样，再将信号送到PWM电路，调节开关晶体管的占空比,从而使输出电压稳定。各种保护功能是通过对输出端的电流、电压的监控,然后将信号反馈到PWM控制电路从而实现各种保护功能.。,2. PC电源的时序,PC电源原理（续）,T1:POWER ON TIME 500ms T2:RISETIME 0.1ms T2 20msT3:PG DELAY 100msT3e . PNP型： be二极管 二极管在开关电源里主要作用是:单向导电.整流,场效应管：(2SK1940.FQA12N60等) 场效应管是利用改变电场来控制固体材料导电能力的有源器件.它具有输入阻抗高.噪声低.热稳定性好.制作工艺简单以及抗辐射能力强等优点.特别适用于高灵