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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。

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：

 

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：

 
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：

     

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(In‐rush 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

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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