电源的拓扑结构

发布时间：2013-7-12 21:19 发布者：1770309616

　　经典的半桥结构
　　这种拓扑结构是经典结构，通常所说的半桥电源一般就是指这种结构，但是这种结构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。

　　典型的半桥结构电源

　　上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。

　　曾经的明星产品航嘉多核DH6

　　曾经的明星产品多核DH6就是典型的半桥拓扑的产品，虽然现在拿出来说有点后车之师的意思。半桥拓扑有着其明显的缺点，一是超过500W的功率一般要放弃这个结构，二是其转换效率低下，只有不到70%，注定与80PLUS无缘了。其优点只有一个就是，用料较少，结构简单，成本易于控制。
　　入门级正激结构
　　正激式拓扑与半桥拓扑有着质的区别，从命名上就可以看出来，半桥一般使用晶体管作为开关电路的原件，而正激拓扑则使用开关管作为开关电路的原件。从电路角度来说，正激拓扑相对于半桥拓扑有更强的抗不平衡的能力，以及输出更加稳定。

　　典型单管正激拓扑

　　单管正激，顾名思义，一个开关管。其主要特征便是只有一个开关管。上图为例，红色圈内为一个开关管，橙黄圈的主变以及周边电路则是正激结构的代表。

　　大小变压以及单开关管

　　上图为另外一个角度的单管正激拓扑。开关管因为承受较高的电压，所以一般单独配备一个散热片，成为鉴别这种拓扑结构的一种标志。
　电源的拓扑结构大揭秘之电源篇
　　该电路的最大问题是：开关管交替工作于通/断两种状态，当开关管关断时，脉冲变压器处于“空载”状态，其中储存的磁能将被积累到下一个周期，直至电感器饱和，使开关器件烧毁。所以这种解构多见于400W上下这个级别的电源中，是比半桥稍厚道一些的低端解决方案。
　　对于电源来说，所使用的ATX电源说到本质上就是交流转直流的开关电源，凡是涉及到开关电源一定涉及到拓扑这个概念，拓扑简单的理解就是电源的架构。就如CPU这些硬件一样，拓扑结构直接影响电源的性能。在电源的世界里，拓扑从本质上决定了电源的优劣，揭秘电源拓扑，揭秘电源的性能秘密。
　　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。本文就将这个直接与电源性能相关的关键技术，层层展开，细数电源拓扑。
　　电源的工作原理简单来说是这样的，市电进入电源后经整流和滤波转为高压直流电，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。
　　市电进入电源，首先要经过扼流流圈和电容，滤除高频杂波和同相干扰信号。然后再经过电感线圈和电容，进一步滤除高频杂波。然后由整流电路整流，和大容量的滤波电容滤波后，电流才由高压交流电转换为高压直流电。

　　高压整流部分

　　虽然经过了交流-----直流的过程，但这还只是个先头工序，电流还是不能直接供给电脑使用的，还要做进一步的调整。经过了交直转换后，电流就进入了整个电源最核心的部分--开关电路。开关电路主要由两个开关管组成，通过它们的轮流导通和截止，便将直流电转换为高频率的脉动直流电。接下来，再送到高频开关变压器上进行降压。经过高频开关变压器降压后的脉动电压，同样要使用二极管和滤波电容进行整流和滤波，此外还会有1、2个电感线圈与滤波电容一起滤除高频交流成分。