电源结构剖析 - 图文

带有DC-DC转换器的电源

因为+3.3V输出通常完全（在低端电源上）或部分地（在高端电源上）使用+5V输出，+3.3V输出电流是受到+5V输出电流值限制的。这也就是为什么PC电源的标称不止有+5V和+3.3V每路的输出能力，还有“联合输出功率”来标明这两路总的最大输出功率（联合输出功率比+3.3V和+5V功率的总和要低）。

在下图当中你可以看到一个低端电源二次侧电路的大概面貌。可以看到负责产生PG信号的集成电路。通常低端电源使用LM339或等价的电路实现这一功能。

你可以找到几颗电解电容（比倍压器或有源PFC电路的那些要小很多） 和几个线圈。它们负责滤波级电路。

电源的二次侧

为拍得更仔细我们去掉了所有的输出接线和两个大号滤波线圈。在图29当中你可以看到-12V和-5V整流用的小号二极管，这些二极管的电流（也即输出功率）指标更低（对这台电源而言是每根管子0.5A电流）。其它各路输出需要远超过1A的电流，要用到功率二极管来进行整流。

-12V和-5V用的整流二极管 二次侧（续）

下图当中我们来看看一台低端电源二次侧散热片上固定的元件都有哪些。

一台低端电源二次侧散热片上的元件 从左到右你会找到：

一个集成三端稳压器电路——虽然它有三个引脚且长得像三极管，它是个实实在在的集成电路。在这个例子当中它是一块7805集成电路（5V三端稳压器），负责调节+5Vsb输出。我们前面提到，这组输出使用一组与标准+5V线路完全独立开来的电路，由于它即便在PC“断电（待机模式）”时仍然要向+5Vsb提供+5V的输出。这就是为何这组输出也被称作“待机电源”。7805集成稳压器能供应最高1A的电流。

注：这并不代表PC电源的待机电路都要由线性电源组成。事实上PC电源高效率待机电源的常见方案是小功率的单端反激式拓扑（Single-ended Flyback）。

一颗负责调节+3.3V输出的大功率MOSFET。我们这台电源使用的型号是PHP45N03LT，可以提供45A的输出。在前一页中我们提到，只有低端电源使用稳压器电路产生+3.3V输出——取自+5V线路。（不过这个结构已经相当老旧，目前大都采用磁放大。）

一颗大功率肖特基整流管，其实就是两颗功率二极管装进了一个封装里。我们这台电源里面的型号是

STPR1620CT，内部每颗二极管可以提供8A电流输出（总共16A）。这颗整流管用于+12V整流。

另一颗大功率肖特基整流管。我们这台电源里面的型号是E83-004，可以提供60A输出。这颗整流管用于+5V和+3.3V线路的输出。由于+5V和+3.3V使用同一颗整流管，它们的输出电流之和不能超过整流管的最大电流。这一概念称作联合输出功率。换句话说，+3.3V输出是从+5V输出中产生的；变压器并没有3.3V绕组，这与电源其他各路输出都不一样。这种情况只出现在低端电源上。高端电源为+3.3V和+5V使用分开的整流管。

注：这里开始我认为作者犯了个严重的错误，他错误地计算了整流管的指标。

一颗整流管内封装有两颗二极管，这两颗二极管以全波整流或半波整流的组态接入电路。对于全波整流而言两颗二极管是一颗导通时另一颗反向关断，输出电流是单颗二极管上流经的电流；而对于半波整流而言只有一颗二极管是整流管，而另一颗二极管是续流管，两颗轮番导通，输出电流仍然等于单颗二极管上流经的电流。因此计算该路理论输出值的方法应该是看整流管内单颗二极管的额定电流，而不

是两颗之和。作者提到整流管指标的地方恐怕都犯了这一相同的错误。

然后让我们来看看一台高端电源的二次侧会使用什么元件

一台高端电源二次侧散热片上的元件，rectifier就是整流管 这里你会发现：

并联的两颗用于+12V输出的大功率肖特基整流管，而不是低端电源中的一颗。这种方案使得+12V输出的最大总电流（也即总功率）得以翻倍。我们这台电源使用两颗STPS6045CW肖特基整流管，每颗可以提供最高60A电流。

一颗用于+5V输出的大功率肖特基整流管。在这台电源上使用了一颗STPS60L30CW，可以提供最高60A电流。

一颗用于+3.3V输出的大功率肖特基整流管，这是高端与低端电源的主要区别（前面已经看过低端电源的+3.3V输出从+5V输出产生）。在这台电源上使用的整流管是STPS30L30CT，可以提供最高30A电流。

一颗用于保护电路的5V集成稳压管。这一部件随电源不同型号而不同。

注意我们给出的最大电流只是对于单个元件而言的。电源的最大电流输出能力还受到内部其它元件的影响，比如线圈、变压器、电容、线材直径，甚至PCB印刷线路的宽度。

作为练习你可以试着用整流管最大电流乘以输出电压来计算每路理论上的最大输出功率。举个例子，图30的电源的+12V最大理论输出是192W（16Ax12V）。但一定要记得我们上一段刚刚强调的事实。