你了解电源吗?电源知识不完全手册
到"EPS规范"这个名词,那么它与ATX又有什么区别呢?
其实"EPS规范"是ATX规范的一个衍生物,全称叫做"Entry-Level Power Supply Specification"。这套规范适用于高端PC电源,以及入门级的服务器电源。而这套规范是Server System Infrastructure forum(服务器系统架构论坛)。
EPS 2.9 电源规范
EPS规范中规定,符合EPS规定,电源主板电源接线必须提供24Pin接口,和一个8Pin的EPS接口,如果电源功率在700至800W之间,电源需要提供一个4Pin的12V接口,如果超过电源功率超过850W,那么则需要提供两个4Pin 12V接口。而最新的EPS规范已经更新到2.9版本。
不过就目前来说,在intel的领导下,CPU供电基本已经是4+4Pin的模式,主板供电也达到了24Pin,也就说,如今的电源基本都是符合ATX和EPS标准的。
为什么要有80Plus认证
除了电源规范之外,如今电源上还有个比较重要的标识,那就是"80Plus"。实际上,"80Plus"是由美国能源署出台, Ecos Consulting 负责执行的一项全国性节能现金奖励计划方案。
起初为降低能耗,鼓励系统商在生产台式机或服务器时选配使用满载、50%负载、20%负载效率均在80%以上和在额定负载条件下PF值大于0.9的电源。由美国政府自掏腰包,对于符合以上要求的,台式机每套系统奖励5美元,对于服务器每套系统则奖励10美元。但是"80Plus"依旧是个民间出资的环保机构。
80Plus效率等级
根据80Plus规范的要求,电源功率因数PF需要超过0.9(理想值为1),因为这样可以为国家电网节省更多的能源,避免能源的浪费,尤其是对于一些工厂用电和集体用电来说。
在转换效率上,电源按照转换效率高低,分为多个能效等级,也就是我们俗称的白牌、铜牌、银牌、金牌和白金牌,而最近80Plus推出服务器级别,能效更高的"钛金牌"效率等级,要求最高效率超过96%!
全球第一款白金牌电源
这里需要补充一些小知识,在2005年2月,海韵的一款预上市电源则成为全球第一个通过80Plus认证的电源。而在2010年8月,全汉的FSP450-60PTM电源成为全球第一个通过80Plus白金效率的电源。
另外需要说明的是,80Plus认证的民用电源需要通过115V电压下的测试,然而,对于大多数使用220至230V电压的用户来说,全电压设计显得有些浪费,因为如果一款80Plus电源拿掉115V的低压部分的话,大约会减少4至5美金的成本。也就说,如果115V电压下拿掉高压部分,或者230V下拿掉低压部分,效率都会有0.5%至1.5%的变化。
效率如何更上一层楼
其实严格的说,关于电源的工作方式以及在电脑中的重要性,在我们介绍完电源主控开关管和二次侧整流设计之后,基本上就已经告一段落了。不过,随着高效电源技术的发展,越来越多的IC控制器被应用到电源当中,通过更科学更合理的调控、矫正,以提高电源交流转换直流的工作效率和转换效率更上一层楼。那么这些IC控制芯片以及方案就是我们今天所要介绍的内容——"PWM控制器"以及"主控卡关拓扑结构"。
就目前说,PWM控制器已经被应用到绝大多数的电源产品当中。其主要的作用是为了保证电压的稳定输出,和控制传输到电源负载的能量总量,而这些都是通过调整主开关管占空比完成。所以PWM控制器也可以看做一次侧主控开关电路的一部分。
而使用PWM控制器的电源,则是让功率晶体管工作在导通和关断状态。在这两种状态中,加在功率晶体管上的伏安乘积总是很小的(在导通时,电压低,电流大;关断时,电压高,电流小)。因此,功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。
型号为CM6800的 PFC/PWM控制器
这些都是通过主控开关调节占空比完成。而占空比通常可以在0%至100%之间调整,不过通常这个范围比较小。简单的说,我们可以把输出电压值,看做输入电压与占空度的乘积(Vout = Vin × duty cycle)。
PWM控制器通常会使用电源理论电压值,与输出电压值不断进行比较。而在PWM的IC芯片中有个电压误差放大器,用来执行输出电压与参考电压比较电压值的增益。而根据这种电压误差宽度比较,误差电压脉冲宽度整流器则根据在电压误差放大器中反馈的电压误差级别来调整占空比。
型号为CM6800的 PFC/PWM控制器
除了决定主控开关的占空比,PWM控制器通常与其它功能合并使用,可以让电源"温柔的启动",可以有效降低启动电流的冲击,相当于一个电源过流放大器保护电源过载。并且可以阻止由于控制器IC芯片电压过低,以至于无法驱动主开关管等等。
为了从直流输出的电压反馈能直接到达PWM芯片的
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