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关于电源给大家一个科普

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关于电源的的科普 供参考(转载并加以整理)
在这里先说一下 感谢(annihilusmj)大佬对本小弟的指导

80PLUS认证 对于一款电源来说转化率 代表着电源的节能效率,是电源的输入和输出的比值
比如一款500w的电源他的输出功率是500w,但输入功率就要看转换效率了
如图所示就是各种认证的转换效率,一款500w的电源的输入功率等于输出功率÷转换效率 即500w白牌 =500÷0.8=625w 625w即输入功率 转化率越高其输入功率越低
转换效率和架构成直接关系,一般老式半桥做到死能摸白牌边,双管正激能最低白牌,LLC基本金牌,有源钳位单管正激一般金牌,移相全桥太少见,还真不太清楚,电源的质量好坏跟架构没直接关系,跟做工用料有极大关系,所以转换效率和电源质量没有直接关系
额定功率:是指电源能长时间在这个功率之下安全稳定工作的功率,达不到额定功率的叫续标。而严格要求的话需要50摄氏度恒温箱下测试得出的稳定输出功率才叫额定功率。国内一些电源测试的是25度恒温箱,包括一些号称绝不虚标的。当然没测不代表没过,一些电源厂家对于30度到50度都会减少一定的功率,但也见过某款30度测的电源在50度依然输出妥妥的。50度标定功率不单单是额定功率是否虚标的问题,50度环境下对于开关电源来说是一个比较苛刻的环境了,用料差的直接炸,设计有问题的,耐不了这个高温。
模组 模组分全模组和半模组 还有飞线模组和独立PCB模组


IP属地:天津1楼2017-07-26 14:12回复





    IP属地:天津2楼2017-07-26 14:15
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      2025-12-29 02:23:06
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      纹波:开关电源输出的不是纯正的直流电压,里面有些交流成分,这就是纹波和噪声造成的。纹波是输出直流电压的波动,与开关电源的开关动作有关。每一个开、关过程,电能从输入端被“泵到”输出端,形成一个充电和放电的过程,从而造成输出电压的波动,波动频率与开关的频率相同。纹波电压是纹波的波峰与波谷之间的峰峰值,其大小与开关电源的输入电容和输出电容的容量及品质有关。在Intel ATX电源规范中12V的纹波电压应该小于120mV,3.3V和5V应该小于50mV,超标限度是10%

      可见 此项超标

      这个也超标


      IP属地:天津3楼2017-07-26 14:16
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        动态负载:电源从20%负载直接拉伸到80%或者以上。来查看电压的稳定性。
        主电容对于主电容的大致需求,主电容在足够的保持时间和功率基础上留有足够的余量足矣,过大并不是好选择,太大了会影响瞬态响应速度,目前普遍比较喜欢缩主电容。引用论坛一位电气专家的话:不是缩水而是正好。的确,下表是留有相对留有余量的主电容选购搭配。(若在下表上限部分增加50W,用料也算可以。但是低于这个输出,则有缩水嫌疑,既然有人问到了,那就打个比方。某款350W电源用的是台系万裕主电容220μF,某款同350W用的是国产jinfu的主电容120μF,还有一款380W的电源用的是也是220μF的那款。这样来看,只有第二款缩的比较厉害。三款电源的报价则差不多)
        电容大小    估计功率
        180uF 400V, 250-300W
        220uF 400V, 300-350W
        270uF 400V, 350-400W
        330uF 400V, 400-550W
        390uF 400V, 450-600W
        470uF 400V, 500-700W
        560uF 400V, 600W以上
        还有主电容的耐压值,表里面列出的是400V,考虑到主动PFC升压电路噪声的存在,好电源一般还是450V的
        主变压器:对于额定功率的主变压器大致搭配参照
        E35:轻松用到400W
        E39:轻松用到500W
        E42:轻松用到600W
        保持时间电网有可能不能持续输出220V,这个对于没有PFC的山寨渣电源尤其是致命问题,我国大量的如HKC之流代工的山寨牌电源,你拆一个就知道了,深水宝新的才50块一个 居然还有人敢放内部图,我也是佩服这些人心大
        又如UPS的切换间隙,供电会有瞬时的中断,在这一段时间内电源电压保持稳定就不会导致
        机器关机或者自动重启。关机后电压在PG信号失效后还要保持一定时间,以确保硬盘磁头复位等操作完成。一般这项大多网站都不测,对于主电容缩水的电源,测试保持时间就不好玩了。


        IP属地:天津5楼2017-07-26 14:17
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          结构:
          拓扑主要影响电源的转换效率,动态能力,稳定性等种种方面。但是拓扑结构与电源的功率没有固定搭配关系。并且拓扑结构在分类上是十分细致的,就好像一个树状图,大类上分为正激,全桥,半桥。导致在现在的现行的产品中,很少有明确标注电源拓扑的产品,往往只写了大类的拓扑结构。
          电源的工作原理简单来说是这样的,市电进入电源后经滤波和整流转为高压直流电,再通过开关电路和高频开关变压器转为高频率低压脉冲,再经过整流和滤波,最终输出低电压的直流电。看似非常简单,但是这其中涉及到很多细节上的处理,拓扑结构的进步说到底就是最大程度上提供稳定的最终输出。 滤波 整流 变压 整流 滤波

          一次侧一级EMI 一般都是 一个X电容两个Y电容

          一次侧二级EMI

          像这种无一次侧EMI的产品简直就是炸弹(上图)


          2高压整流部分(上图)


          3 开关管部分(上图)


          4变压部分(上图)


          IP属地:天津10楼2017-07-26 14:25
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            5 二次侧整流部分(上图)

            6二次侧滤波部分(上图)

            一款电源完整架构
            一款电源都有一次侧和二次侧,一次侧为输入侧即有PFC的那一侧 ,二次侧为电源输出线的那一侧。一次侧主要分为硬开关类和软开关类:老式半桥,双管正激为硬开关。谐振半桥,谐振全桥,移向全桥,有源箝位这些属于软开关。相比硬开关,软开关可以减轻一次侧开关损耗。
            下图是典型的半桥结构,三个变压器分隔一次侧和二次侧电路,从大到小的第三个待机变压器更是半桥结构的主要特征。另外,倍压电路(两大高压滤波电容)也是半桥结构的特征。

            典型半桥结构电源
            双管正激:双管正激不适合千瓦以上电源。优点是动态性比软开关要好,简单来说就是更适合超频。

            典型双管正激拓扑
            LLC半桥谐振:适合中小功率应用,不适合大功率。优点是转换率好,相对的缺点是动态性要差,金牌电源的首选架构。

            LLC全桥谐振:适用用于大功率,效果并不是最好的,不如移相全桥,白金电源的首选架构。

            移相全桥:准谐振电路,能进一步减少开关损耗,提高开关频率。

            有源箝位:单管正激+有源钳位是很好的方案,全汉AU系列
            二次侧:二次侧则是稳压输出部分,有磁放大技术和DC-DC。
            单磁放大:3.3V通过磁放大电路稳压,12V和5V电压是共同受电源PWM控制器调节的,电压联动。单磁放大有两个死点,分别是 12V满载5V空载 和 5V满载12V空载 ,这两个点的电压是最糟糕的

            5V、12V共用一個(右紅框)3.3V則獨立使用一個(左紅框)
            双磁放大:是指5V和3.3V分别通过磁放大电路稳压,12V电压受PWM控制器调节。双磁放大
            有一个死点,就是12V空载,5V和/或3.3V带负载,此时有可能电压超出范围保护停机


            IP属地:天津11楼2017-07-26 14:29
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              继续接上面
              DC-DC由12V取电,降压后提供5V 3.3V,不论用多少,最终都反映到12V的负载。

              整流:MOS管整流,肖基特整流。相对来说前者俗称同步整流,优势是可以提高转换率。
              总结:目前市面上最常见的也就是双管正激和LLC半桥最为常见,技术也相对比较成熟。二次侧稳压搭配和整流搭配也略有不同。长期超频建议用正激,省电稳定的用llc半桥。移相全桥是最好的,动态响应快,功率极大,纹波低。当然价格也是“最好的”。而单磁放大有两个死点,分别是 12V满载5V空载 和 5V满载12V空载 ,这两个点的电压是最糟糕的。而双磁放大缺点,就是12V空载,有可能电压超出范围保护停机,不过目前芯片和显卡功耗都不低,一般不太会发生。同样双磁的方案5V动态性能不如单磁,5V常用于硬盘所以动态性能可以无视。DC-DC 作为终极解决方案,只有超负荷的限制,没有死点。


              IP属地:天津13楼2017-07-26 14:50
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                下面说一说各架构优缺点
                下图是典型的半桥结构,三个变压器分隔一次侧和二次侧电路,从大到小的第三个待机变压器更是半桥结构的主要特征。另外,倍压电路(两大高压滤波电容)也是半桥结构的特征。上面也说了

                典型半桥结构电源
                这种拓扑结构是经典结构,我们通常所说的半桥电源一般就是指这种结构,但是这种结构我们称其经典不是因为其优秀,而是因为这种结构实在是有些年头了,到现在可以说已经到了淘汰边缘,但是使用这种结构的产品仍然不在少数。
                llc半桥谐振+同步整流+DC-DC。这类电源的优势就是转换率可以做的很高,做的金牌很容易。缺点就是动态性较差,动态负载的话瓦数越高,相对问题也越明显。所以该类电源在850W以上就很难再做,也不乏改良动态性和纹波输出的产品,优质电源也比比皆是,就看厂家怎么做了。对于纹波的问题,这类结构纹波输出全靠二次侧输出电容。需要一堆电容甚至是固态电容才能将纹波做的很漂亮。对于动态性也需要大容量电容来弥补电压的变化。当然这些成本都不低,但是可以省下储能电感的成本。大电流电感成本占比非常大的,绕线电流大、直径大,并绕线材多,完全无法用机器绕制,必须人工绕,属高强度的技术活,成本相对较高。搭配双磁或者肖基特整流的产品“不多”评测也没看。敏感时期你懂的。
                优点:
                1、转化率高。
                2、纹波稳定。
                3、不存在负载死点。
                4、大多LLC方案的电源采用全模组设计。
                缺点:
                1、价格较高。
                2、小瓦数(400W以下)表现不如不好。
                代表产品:贼船AX/AXI、安钛克HCP/TPC、海啸G,缩水华GX HX

                双管正激+肖基特整流+单磁放大,该类电源一般出现在低端较多,好坏参差不齐。按好的来说,动态性有一定的保证,在低瓦数超超频也得心印手。部分纹波输出也做的很漂亮。不过稳压相对要弱一些,特别是交叉负载和拉偏负载。因为单磁结构的,造成拉偏负载会基本擦线合格。部分口碑较好的电源也是过不了拉偏。因为当芯片和显卡负载拉高,12V电流巨大,5V一般应用,完全不行,这样电压偏离会相对比较厉害。而5V主供硬盘,后果可想而知。因此单磁结构一般不建议选择超过500W的。转换率方面由于采用肖基特整流,该方案大多应用于白牌或者铜牌电源。
                代表产品:安钛克VP550(非VP550 V2)海韵S12430双管正激+单磁路放大(下文简称单磁放大) ...双管正激+单磁路放大:这个方案几乎是中低端必用的一个方案 海韵S12620也是这个架构全靠堆料
                优点:
                1、价格便宜。
                2、产品多。
                缺点:
                1、超过500W以后纹波稳定性差。
                2、有两个负载死点,分别是 12V满载5V空载 和 5V满载12V空载
                3、全模组的产品价格没有优势
                4、转化率低

                双管正激+肖基特整流+双磁放大,该类电源用于高瓦数白牌或者铜牌居多,相对单磁电源12V空载的情况也极少有。一般作为多卡廉价电源的首选。稳压也做到比单磁好,交叉拉偏也相对的心应手。

                双管正激+肖基特整流+DC-DC。该类电源缺点转换率不高,但是其他方面表现的都不错。作为中端电源的代表作也相当多,日常超频也好,方案好的输出可以做的相当漂亮。在千元以下作为主流方案。
                双管正激+同步整流+DC-DC。相比之前的转换率提升了,有银牌甚至还有做的金牌的。目前来看白金就别想了哈。
                双管正激+DC-DC (下文简称DC-DC) ...双管正激+DC-DC:根据用料的不同表现出金/银/铜的转化率。目前中高端产品大多使用的方案
                优点:
                1、转化率较高。
                2、纹波较稳定。不存在负载死点。
                3、方案灵活。价格相对适中,适合有一定经济能力,又想在硬件上玩出点花样的群众购买。
                缺点:
                1、转化率决定DC-DC产品大多数是半模组,可玩程度相对全模组较低。
                2、部分产品方案较旧(特别是一些铜牌)。
                3、堆料的DC-DC结构相对LLC结构价格没有优势。
                代表产品:安钛克TPN、海盗船RM/HX、台达NX550

                有源钳位拓扑+DC-DC:全汉创造出来的一个结构(全汉AU系列)。相对其他结构来说,用料节省,但是转化率很高。尤其是小瓦数的转化率,只要在用料上稍下功夫80白金毫无压力。
                优点:
                1、转化率高。
                2、不存在负载死点。
                缺点:
                1、纹波非常依赖用料,用料过省会造成纹波波动过大。
                2、料省价并不低。
                3、产品大多是原生线材,可玩性较低。产品较少。
                除此之外还有一种叫双管正激+频率减半的APFC(下文简称绿宝)的方案。这也就是各个国产品牌标称的“主动式PFC”该方案转化率低,纹波表现较差,特别是+5V的波动大。基本上达不到80PLUS,不建议购买。全汉绿宝方案的实在很多,多到我没法列出来不过VP450P确实一个大坑
                代表产品:安钛克VP450p
                各个结构的总体排名应该大致如下LLC+DC-DC>双管正激+DC-DC>=有源钳位拓扑> 双管正激+单磁路放大>>双管正激+频率减半的APFC


                IP属地:天津14楼2017-07-26 15:03
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                  2025-12-29 02:17:06
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                  下面是品牌排名,仅供参考,但是很有道理
                  第一档:超一流,据说买到这个牌子的人都能修炼成仙。
                  1、雅达(Astec)、腾讯(Artesyn,不是那个企鹅!)其实还有好多个牌子,不过这些牌子我估计很多人根本没听过,说实话我从来没见过这些牌子的产品。不过如果说起另外一个名字估计大家就不陌生了——艾默生。艾默生针对定制服务,而且不做民用产品,艾默生虽然占有率虽不高,但是就产品来说艾默生绝对是至上的,因此艾默生排在超一流。美军AH-64阿帕奇直升机30mm机炮的电源就是艾默生的产品。
                  第二档、这些牌子质量都很好,市场占有率相当高。但是大多不专心零售市场。大概有点像主板的华/技/微
                  1、台达(Delta)绝对老大,开关电源占有率超过50%,基本就是电源界的华硕。
                  2、光宝(lite-on)万年老二,不做零售,服务器拆机可见。光宝和建兴以及浦科特SSD一样都属于源兴科技。
                  3、康舒(Abcbel)老3。
                  4、全汉(FPS)。全汉我要是没记错的话,跟侨威一样都是代工系列超多,高中低三档方案全有,所以产品质量也就参差不齐。
                  5、高效(Hipro)。又是一个不做零售的品牌。
                  第三档、这些牌子各有优缺点,也各有侧重点。产品质量有好有坏,但是大多都涉足零售。大概有点像以前的升技、磐正、硕泰克这样的品牌。二线品牌各有侧重,故排名不分先后。
                  海韵(SeaSonic)
                  益衡(Enhance)益衡同样零售市场见不到
                  侨威(CWT)
                  七盟(Seventeam)七盟产品两级分化特别严重,高端的很不错。低端的用垃圾都是抬举了。
                  保锐(Enermax),也就是安奈美。
                  伟训 伟训只有一个骨伽打零售品牌,剩下的中心还是OEM
                  协益 零售市场见不到
                  振华(Super Flower)除此之外还有一些主攻OEM的品牌并不多见。缩水狂魔,还有全汉也是缩水狂魔,还缩得很有水平,远非振华可比
                  海韵 堆料狂魔
                  比如新巨(Zippy)、亿泰兴(Etasis)、专做服务器的两款,容易被说成垃圾
                  至宝(Topower)至宝的东西也是代工的多,线材有特点,可以说一眼就能看出来
                  长城、航嘉 国产很不错的电源,在全球来算二三线之间
                  HKC,还有大量的HKC代工 作为**代表,留着给想上当的人,早期的鑫谷之流都是HKC代工,现在想打名堂了,改成台系代工了,同理的还有先马 国内小有名气的电源普遍有个特点,代工厂没问题,架构没问题,但是用料很有问题


                  IP属地:天津15楼2017-07-26 15:06
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                    最后说一下个人观点 (文章转帖自 太平洋电脑网 碇真嗣 中关村在线 机箱电源正文 组装电脑吧 舞泣凌)
                    1、boom理论害人不浅,帖子中并没有提及国产厂商,原因有三,国产虚标、缩水严重小白容易迷糊。型号乱,高低档次分的不明显容易中招。与国外厂商有差距。三点注定进不了帖子的推荐电源之列,但是卡巴看见国产电源就boom的舆论纯粹骗人,一般国内大厂的中高端电源正常情况下12v 5v 3.3v基本是合格的,预算实在有限买了的就放心用,电源boom的概率还是很小的,楼主从最早diy开始一直用国产没boom过,更别说超级花什么的了,而且国产还是有部分精品的,不能一棒子打死,boom的最主要原因还是用料缩水太严重了 ,典型的就是红星炸弹,记不得架构是振华还是海韵的了,别人的没问题,到它这就boom了 ,缩的太厉害了
                    2、按需配置,相信上面已经说的很清楚了,电源选购不必流出100w甚至200w的余量,12v流出一定富裕即可,e3 770完全不必担心450w金牌boom掉。多少钱办多少事,钱富裕买稍微好点的,钱不够也可以买相对便宜稳定的产品,但是5000的配置尽量保持在400元的电源,资金实在不够也别去买红星,老老实实挑一些用料较好,测试成绩较好的大厂电源,
                    3、80plus看看就好,不是非要买。当然越好越省电是必须的,不过资金不够,也可以挑白牌或者无牌的,原则还是按帖子里的走,还是那句话,银牌以下,牌子和质量没有必然联系,金牌以上,一般情况下就必须堆料了,否则效率上不去,所以质量一般没问题
                    4、买了vp450p 缩水跌 航嘉 长城的别担心,踏踏实实用,电源不是那么娇贵,国产质量还是碉堡的,正常用坏不了,这个要有个前提,不要超过额定的80%,留有足够的余量会好很多


                    IP属地:天津16楼2017-07-26 15:09
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                      部分内容被系统删了 稍后补上


                      IP属地:天津17楼2017-07-26 15:13
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                        补3楼之后



                        IP属地:天津25楼2017-07-26 15:52
                        收起回复
                          这里 发一下 电源选择的功率计算公式 CPU+显卡最大功耗 ÷0.8 再X0.7 再X2


                          IP属地:天津31楼2017-07-27 10:27
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                            补2楼上面一段话...... 丢了
                            输出电压:
                            +3.3V 主要给主板和内存供电,特别是集显主板,对于它有一定要求。
                            +5 V 目前主要给硬盘.光驱.USB设备和鼠键供电。
                            +12V 作用是最广泛的,上至CPU.显卡.下至硬盘光驱.散热风扇..都得靠它混.
                            +12V1 主要为显卡.硬盘.光驱.散热风扇提供供电。
                            +12v2 单为CPU供电


                            IP属地:天津32楼2017-07-27 11:34
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                              2025-12-29 02:11:06
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                              突然想到一个问题,厂商缩主电容的底气何在,原装机电源一般不缩,那个是实打实的设计指标,但零售电源主电容普遍存在缩水,其实按照我想来,购买零售电源的普遍不是完全的小白,一般都会自己知道或者在别人指导下知道电源要留有余量,正常都不会超过80%的负载使用,这就造成了厂商按照80%额定功率去缩主电容,这样保持时间和功率都能在80%以下环境下达标,然后,就成了一个循环了,真正意义上的始作俑者还是各种虚标厂商,是他们让小白们知道了电源不能按照标定数字满载使用,得留余地,然后台厂也就顺着杆子上,名正言顺的缩水了


                              IP属地:天津33楼2017-08-01 09:49
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