1

電源供應器

電源供應器將輸入電源通過變壓、整流與濾波,把交流電壓轉成直流電壓源,並向電子設備提供功率電源功率的大小、電流和電壓是否穩定與能量轉換效率,都會影響電子設備的工作性能與使用壽命

 

電源供應器分類

(1)線性電源供應器

利用一次側與二次側的線圈比例來決定輸出電壓,此輸出電壓會受輸入電壓的高低而變動,故稱線性(linear),例如:110V∕10V的變壓器,輸入110V輸出為10V,但輸入220V輸出變為20V缺點是體積會隨著輸出功率增大而變大,能量轉換效率較交換式電源低,優點是構造簡單、成本低、較不容易損壞與輸出雜訊少

 

(2)交換式電源供應器

採用電子零件高速切換開關(switch),進行變壓,故稱交換式,交換式電源供應器優缺點與線性電源供應器相反,缺點為構造複雜、成本高與輸出電源雜訊較多,優點為同輸出功率,體積較線性電源供應器小,而且能量轉換效率較高。電腦系統普遍採用交換式電源供應器。

1    
 
 

電源供應器性能

(1)額定輸出負載功率

電源供應器標示的功率為額定輸出負載功率,即供給負載端所需功率,但若負載端所需功率超出額定輸出負載功率,電源供應器會超載,此時供電穩定度會下降,如果長時間超載電源供應器的壽命亦會減短,而且負載端電子設備會受供電穩定度影響,增加電子設備損壞的可能性,因此,要了解負載端的功率範圍,選擇適合的額定輸出負載功率,避免電源供應器長時間工作在超載模式,例如:負載端所需功率300瓦,決定70%的負載程度為300瓦,所挑選的電源供應器的額定輸出負載功率應為450瓦,並且預留未來擴充負載端配備所需的功率。

 

(2)消耗功率與輸出功率

消耗功率為電源供應器消耗多少市電提供的能量,輸出功率為實際上供給負載端的功率,因此,消耗功率與電費有關,而且

輸出功率=消耗功率*能量轉換效率

因此,能量轉換效率差的電源供應器,其消耗功率較大,所需電費也較高

例如:

1  

同樣所需輸出功率300瓦,電器使用相同時間,能量轉換效率20%電源供應器的電費是能量轉換效率80%電源供應器的4倍!

 

(3)80 PLUS

80 PLUS是一項針對電源供應器所做的規範,通過80 PLUS認證的產品都具備功率因數校正(PFC)電路設計,80 PLUS保證電源供應器在20%50%以及滿載(100%)時有大於80%的轉換效率,即在不同負載程度時僅有20%或更少比例的電能會產生廢熱,藉以減少能源浪費以及電費,因此,80PLUS目的在於提升電源供應器的使用效率,但是80PLUS與電源供應器的品質無關

 

80PLUS的分級如下:

1 
上表為電源供應器交流電轉直流電的效率,而且在負載程式
50%時,80PLUS認證的電源供應器有最大能量轉換效率。

 

(4)功率因數

電力公司輸出視在功率(Apparent Power),經由以下公式輸出電源給用戶

視在功率=實功率+虛功率

視在功率*功率因數=實功率

(i)實功率就是用戶使用的電源量,也是電力公司向用戶收取費用的根據

 

(ii)當輸入電源供應器的弦波電流與電壓有相位差時,就會產生虛功率,虛功率是用戶無法使用的電源量,往返電力公司與用戶間,虛功率越大電力公司與用戶間的電纜規格就並須更高,才有辦法輸出用戶所需的實功率,而且虛功來回傳輸會消耗能量在電纜上,造成能源損失

 

(iii)功率因數定義為

功率因數=實功率/視在功率

功率因數越接近1,視在功率的輸出完全等於實功率,不包含虛功率,此時電纜規格是最小的,電力傳輸成本最低。例如:

1      

可見,功率因數越接近1,電纜規格耐電流越接近實際使用的電流值,這樣可大大節省電纜線的費用。

 

功率因數校正(Power Factor Correction)目的是提升電路產品的原有的功率因數,使其校正後功率因數趨近於1,以節省高規格電纜的費用與虛功率消耗,PFC分為主動式與被動式

(i)主動式是利用主動元件,減少輸入電源供應器的弦波電流與電壓之間的相位差,功率因數大多為0.9以上。

 

(ii)被動式是透過外加電容與電感,降低弦波電流與電壓之間的相位差,功率因數大多為0.75左右。

 

(5)電源品質

電源供應器的電源品質與電流諧波、電壓漣波以及湧入電流(Inrush Current)有關,以上三項越小越好,避免突波衝擊負載端電子產品,造成損壞

 

(6)保護電路

電源供應器的保護電路亦非常重要,不僅可以保護電源供應器本身,也可以保護負載端的電子產品。

(i)EMI(Electromagnetic Disturbance)濾波電路:避免電磁雜訊干擾,影響電子產品正常工作

(ii)OVP(Over Voltage Protection,過電壓保護):限制輸出電壓最大值

(iii)OCP(Over Current Protection,過電流保護):限制輸出電流最大值

(iv)OPP(Over Power Protection,過功率保護):限制輸出功率最大值

(v)OLP(Over Load Protection,過載負保護):限制最大負載輸出功率值

(vi)UVP(Under Voltage Protection,過低電壓保護):限制輸出電壓最小值

(vii)OTP(Over Temperature Protection,過溫度保護):內部溫度過高時的保護機制

(viii)SCP(Short Circuit Protection,短路保護):避免電源輸出迴路短路而損壞裝置

 

相關文章:

[1]修復光碟機退不出來 :說明光碟機為何使用一段時間後會退不出來,並且修復它

[2]磁碟檔案系統NTFS、FAT、EXFAT功能說明:說明NTFS、FAT、exFAT三種不同檔案系統的差別以及限制,不同資料儲存設備選擇不同的檔案系統

[3]HDD與SSD特性比較:了解傳統硬碟與固態硬碟的功能與差異性

[4]DDR vs DDR2 vs DDR3特性比較了解DDR、DDR2、DDR3的功能與差異

[5]USB 1.0 2.0 3.0功能比較:了解USB1.0、2.0、3.0三者功能的差異

[6]SATA1.0、2.0、3.0與eSATA功能比較:說明SATA1.0、SATA2.0、SATA3.0與eSATA之間的功能與差異性

[7]NVIDIA與AMD顯示卡規格判別與比較:從NVIDIA與AMD顯示卡型號名稱、處理核心、記憶體頻寬與記憶體容量判斷顯示卡等級與效能

[8]顯示卡功能:說明顯示卡功能、工作流程、接口分類、內顯與獨顯以及螢幕接口 

[9]電腦機殼功能:介紹電腦機殼的功能與挑選的基本考量、其他考量

[10]光碟機功能:介紹CD、DVD與BD光碟機功能,並且比較三者的差異

[11]主機板功能:介紹主機板功能,包含CPU插槽、記憶體插槽、南橋與北橋功能,以及相關的插槽與介面和主機板挑選原則

 

參考來源:

[1]http://www.techbang.com/posts/10434-read-and-understand-switching-power-supply-the-avatar-to-current-with-a-trip-to-the-power-supply-of-the-brigade-computer-king-95-fully-understood

[2]http://baike.baidu.com/view/3957861.htm

[3]http://www.techbang.com/posts/10238-power-specifications-fully-declassified-understand-power-supply-digital-trap-manufacturers-claimed-to-see-truth-computer-king-78-fully-understood

[4]http://zh.wikipedia.org/wiki/80_PLUS

 

 


文章標籤
創作者介紹

kasim的部落格

knightkasim 發表在 痞客邦 PIXNET 留言(0) 人氣()