如何实现电脑电源的应用电路设计?
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本文中,小编将对电脑电源予以介绍,如果你想对它的详细情况有所认识,或者想要增进对它的了解程度,不妨请看以下内容哦。
一、电脑电源
电脑电源是一种安装在主机箱内的封闭式独立部件,它的作用是将交流电变换为+5V、-5V、+12V、-12V、+3.3V、-3.3V等不同电压、稳定可靠的直流电,供给主机箱内的系统板、各种适配器和扩展卡、硬盘驱动器、光盘驱动器等系统部件及键盘和鼠标使用。
PC电源是一个无工频变压器的四路开关稳压电源,它的工作原理是:220V市电输入后,先经低通滤波器滤波及桥式整流器整流,变成300V直流峰值高压,该直流高压被送到脉宽调制器、变换型振荡器(功率转换线路),变成300V的矩形波或正弦波,然后再经高频变压及整流滤波即可输出+12V、+5V的直流稳定电压,可供系统使用。
电源采用调节300V矩形波的占宽比来调节直流输出值的反馈稳压工作原理,并采用直接整流、高频变换和脉宽调制技术,因而省略了笨重的变压器,具有体积小、重量轻、效率高和过流过压保护的特点。此外电源部件还产生一个电源信号—Power Good信号,该信号表明电源状态正常,并提供给主机以产生硬件复位RESET信号,使系统正常启动。
优质的电源具有FCC、美国UR和中国长城等认证标志,这些认证是认证机构根据行业内技术规范对电源制定的专业标准,包括生产流程、电磁干扰、安全保护等,凡是符合一定的指标的产品在申报认证后才能在包装和产品表面使用认证标记。应该说具有一定的权威性。
在PC系统中后备式的UPS占有相当大的比例,当电网突然停电,后备式的UPS会切换供电,不过这一般需要2~10ms切换时间(依UPS的具体性能而定),所以在此期间需要电源自身能够靠储能元件中存储的电量维持短暂的供电,一般优质的电源的保持时间可以达12~18ms,确保UPS切换期间的正常供电。
二、电脑电源应用电路设计
1) 我们的电源系统的主要两个电源来源是电源适配器一19V) 和电池 (一般 12.6V 或 1.8V)。而电源适配器和电池电源切换的问题,则是一个电源系统设计的好不好的关键点。怎样有效地控制好两 个电源切换的时间,能够正常地回来切换,不会造成切换过程中笔记本 电脑断电的现象,特别是在笔记本电脑重载的时候,变成一个设计的首 要重点。
其次各个不同电压准位的起电时间及顺序,会影响到一台笔记本能否正常开机,工作的关键。也是我们在设计时要注意的点。
再来我们知道笔记本电脑的待机时间是一个重要参数,所以整台电脑的电源转换效率及一些节能方式将会影响到电池的待机时间。而CPU 是整台笔记本里的耗电大户,结合 CPU在不同工作状态做相对应的省电,可以对整个电脑的省电有很大的帮助。2) 对于电源系统的设计来说,元器件的选择都会影响到电源系统的效率及稳定性。下面我们就来讨论下如何选择元器件:
所有的元器件都有它的工作条件,特性,及使用寿命·例如一颗电容,标称是 10uF,25V,即标也它的容值及工作电压范围。如果我们通过计算得知某个位置需要放一颗 1uF 的电容,而这个位置的电压是 10V,那我们也不能选择上面的电容。这是因为一般的电子元件在使用上我们都必须留些裕度,不能让它工作在它的最大值上,这样对其寿 命有很大的影响。就像一根弹簧如果它最大能承 10 牛的力,如果你就
把它用在10 牛力的地方,相信它很快就会坏掉,是一样的道理。我们电源系统中常用到的元器件有下面几种: MOS管,三极管,极管,电阻,电容,电感等。而每种元器件在不同温度下又有不同的影响度,这里我们以常温25 度为例,因不同元器件有不同参数的要求不同,这里建议参数使用范围在其额定值的50%~70%之间。 (具体视不同元器件的不同参数而定)
3)刚才有提到 CPU 是整个笔记本电脑的用电大户。这块做到省电对整个电脑的用电有很大贡献。单凭靠软件省电是片面的,硬件也要做到相应的配合。而硬件方面的省电技术,主要是在负载增加的情况下,通过降低 CPU 的工作电压而达到省电的功能。而对应的以 IntelCPU为例,即IMP (ntelMobileVoltagePositioning) 技术。4)在整个电源系统中,主要使用的 DC- DC 降压方式有 PWM和LDO两种方式,可根据不同的电压,电流需求来选择使用哪种降压方式。
PWM (Pulse Width Modulation 脉宽调制):高效,可提供大电流,外围线路比较复杂,占用 PCB 面积较大,价格较贵。PWM 包含五大要素,包含输入电容,输出电容,上桥 MOS(Q1),下桥 MOS(C) 及电感五个主要部分,其中主要储能元件为电感。
不论是 PWMIC还是LDO 都会有有一些保护方式,才能保证在有一些异常(如大电压,大电流) 发生的时间 IC 会关掉电源,做相应的保护。一些常见的保护方式有:
1.OCP: overcurrentprotection2.OVP: overvoltageprotection
3.UV P: undervoltageprotection
4.OTP: overtemperatureprotection
5.SCP: shortc ircuit protection
最后,小编诚心感谢大家的阅读。你们的每一次阅读,对小编来说都是莫大的鼓励和鼓舞。希望大家对电脑电源已经具备了初步的认识,最后的最后,祝大家有个精彩的一天。