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极客知识时间 PC电源八种常见结构方案
2011-7-14 17:54| 发布者: 。神之一手。| 查看: 115| 评论: 1
极客排行
人气指数：10
用户昵称：王自如
摘要: 今天，本篇主要是介绍一下PC电源的一些结构上的设置方案。主要部分为常见的一些设计方案和一些相关技术的应用简
介。 一、半桥拓扑+被动的PFC+3.3V单路磁放大 上图航嘉多核DH6内部结构，是典型的半桥拓扑 ...
TechMessager
f_man_min
傲娇棉花糖
viesty
IgeekMan
绿茶冰
woooooya
今天，本篇主要是介绍一下PC电源的一些结构上的设置方案。主要部分为常见的一些设计方案和一些相关
技术的应用简介。
一、半桥拓扑+被动的PFC+3.3V单路磁放大
【真的猛技术宅 用软驱演奏音乐】一位网名
Silent的波兰GEEK制作了一个小设备，能够
让已经退出我们视野的3.5寸软驱演奏音乐，
而下面这段视频，就是他用两个软驱“合
奏”星球大战中的著名背景音乐《帝国进行
曲（Imperial March）》/aD7xIO
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11分钟前
【疑似iPad 3 原型机泄漏】最近大家都在关
注iPhone5，iPad3好像被遗忘了，今天jailbr
网站发布了一张据称是iPa
d3工程原型机的照片，照片的左下底部有个
凸起部分很显眼，不清楚此凸起部分是什么
结构。 ps:ipad2摔一下成ipad3了?
上图航嘉多核DH6内部结构，是典型的半桥拓扑+别动PFC结构，一般可以看到三个变压器分隔一次侧和二
次侧电路，而从左至右第三个为待机变压器是最突出的特征。因为正激结构可不需要待机变压器。另一方
面，在一次侧能找到倍压电路（上图中两个大号高压滤波电容）也是确定为半桥结构电源的一个佐证。这里
所说的半桥结构实际是使用的都是BJT双极型晶体管作为开关元件的电路结构。半桥结构的电源有两个主要
的技术限制，一是做成的瓦数级别不大，一般就500W或以下的，个别特例除外。二是能达到的转换效率较
低，大概就70%多或以下，但是由于方案简单，成本控制非常好。在国内用户占有量巨大，一是不重视，
二是图便宜。当然也最容易忽悠的。
二、单管正激+被动PFC
/2011-9-30
极客知识时间 PC电源八种常见结构方案 - 爱玩iPlay
上图是战斧400的截图，单管正激（橙色圈单一个开关管，红框部分提示正激结构）+被动PFC。战斧400、
460、500同方案对应康舒IP430/470/510等。这一结构可见于以前一些400瓦以下的电源中，以上一般都会
改为双管正激结构。在单管正激结构中，当开关管关断后，其需要承受的电压高于电源电压，则需要专门的
磁复位电路辅助。而采用双管正激，则每个开关管所承受的电压应力减半，则可以用较低内压的MOS管也
没问题。但由于使用两个开关管，则需要配备两套驱动电路，加大了其电路复杂性。
三、双管正激+主动PFC+3.3V单路磁放大
上图是安钛克EA380D GREEN内部截图，两个开关管（红色框）和3.3V磁放大电感（橙色圈）。这个方案在
2008年底国内逐渐开始普及于300瓦以上的电源产品上，转换效率及动态性能都较之于传统的老式半桥结构
好，成本虽然较半桥高但也能较好的控制。磁放大可以看主变压器附近的磁芯电感个数，一个就是单路，两
个就是双路；也可以根据二次侧电感来判断：单路磁放大是12V和5V共用一个大的储能电感，可以看出线圈
有两组不同的颜色的绕组，余下一个是3.3V电感；双路磁放大三路分别为+12V、+5V、+3.3V各一个电感，
其中5V和3.3V用的电感规格一般相同。利用磁放大的方式处理3.3V和5V的，或者单独用3.3V单路磁放大，
或者用3.3V和5V双路的磁放大，使用双路磁放大的电源最大的优势在于12V、5V、3.3V三路互不干扰，因而
+5V和+3.3V输出电压的调节性能更好。磁放大技术在业界已经非常成熟了，既不新鲜也不先进。
PC电源中产生+12V和+5V都有完整的整流和滤波电路，而+3.3V输出通常是由+5V整流后输出，所以
+3.3V输出电流是受到+5V输出电流值限制的。而单路+3.3V磁放大的实现是用+3.3V使用非晶磁环对+5V绕
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2011-9-30
极客知识时间 PC电源八种常见结构方案 - 爱玩iPlay
组输出然后整流滤波而共享了+5V绕组来实现对+3.3V输出放大。正因为电源中PWM调制芯片不能使
+5V,+12V,+3.3V同时一起调节。这样一来就会直接影响各组电压的输出稳定性。这就必须分出一组输出单
独调节。之所以选择+3.3V一路，是因为它的电压低,调节范围不大,损耗小。
四、双管正激+主动PFC+5V/3.3V双路磁放大
上图是安钛克VP550P内部截图，看到橙色圈圈两个磁芯电感则表明是双路磁放大。当然成本要比单路磁放
大的高。近来看到国内外的一些厂商在其低瓦数入门产品中都试水这
一结构，希望在其主打入门级消费者带来更多实惠又质量过硬的产品。
五、双管正激+主动PFC+12V同步整流+5V/3.3V DC-DC输出
上图是酷冷至尊金牌龙影1000内部截图，分别看到12V同步整流控制芯片和+3.3V/+5V DC-DC降压电路。
所谓同步整流是采用MOS管取代传统的肖特基整流二极管以降低整流损耗的技术。当需要原边往副边传输
能量的时候，副边相应的MOS管就打开，让电流流过，反之，不需要传输能量的时候，MOS管则关断，阻
止电流流过。而采用MOS管做整流时，要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功
能，所以叫同步整流。多应用在大电流低电压情况下。而5V/3.3V采用 DC-DC 直流降压生成，目的跟采用
同步整流一样，是用来提高电源效率的其中一种手段。DC/DC变换是将原直流电通过调整其PWM（占空
比）来控制输出的有效电压的大小。可分为升压式的BOOST拓扑结构和降压式的BUCK拓扑结构。而在很多
情况下，在电源内部使用同步整流技术来提高效率的，或多间都有DC/DC模块。
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2011-9-30
极客知识时间 PC电源八种常见结构方案 - 爱玩iPlay
六、LLC半桥+主动PFC+12V同步整流+5V/3.3V DC-DC输出
上图为金蝶400内部截图。2010年振华刮起金牌电源普及风暴，即使在中低瓦数级别我们依然能够享受金牌
电源的“威力”，实在难得。图中的LCC谐振半桥电路。特点就是效率高、输出纹波小、发热小、体积小、
低EMI、负载可调范围大等特点，可以对输入/输出电压比在很宽的范围内进行调节；可实现MOS开关管零
电压开通和低电流关断，减少开关损耗，从而提高效率。顾名思义LLC，就是由两个电感和一个电容串联而
成。但只适合于小功率范围内做，一般指在1000W级别以下是比较好的选择。更大功率可用移相全桥结构
这类。而振华从350W起跳至1000W均为该结构方案，不禁让人不爽而鄙视振华的实力也不过如此。。。
七、有源钳位+交错式主动PFC+3.3V单路磁放大
上图是航嘉旧版R85内部图。也正由于旧版采用的方案成本高导致售价一直降不下来，新版R85采用成本控
制更好、同瓦数级别最常见的双管正激动+APFC+3.3V单路磁放大结构。有源钳位正激拓扑是一种零电压软
开关技术。它可以很好的减少开关管和变压器的功耗。同样的有源钳位正激拓扑也是一种高效率结构，但在
PC用开关电源中鲜见，真正来说是笔者看到拆解图中很少看到这种结构的。据介绍适合与高电压中大功率
方案应用。电源效率比双管正激有较大提高，同时也降低了EMI干扰。据方案在1000W附近做到80LUS银牌
不是问题，上图航嘉那个旧版R85真是大材小用，还白费堆料抬高成本。交错式PFC主要的想法是将一个大
功率的PFC变成了两个小功率的PFC，这两个小功率的PFC以180°相位差交替开关动作，输入和输出的纹波
电流因为叠加相消而大大减小，可以减少EMI的设计尺寸，输出电容上的电流有效值不足单相拓扑的50%，
可以减少电容ESR（等效串联电阻阻值）上的发热。重载下打开两相工作而轻载下关闭一相，使得PFC级的
效率得到优化。
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2011-9-30
极客知识时间 PC电源八种常见结构方案 - 爱玩iPlay
八、主动PFC电路+移相全桥+12V同步整流+5V/3.3V DC-DC输出
上图是Antec HCP1200内部拆解图，由上下两层PCB板组成，图左为主动PFC+EMI滤波部分，图右为开关整
流输出部分。移相全桥零电压开关电路是一种适用于大功率开关电源的软开关电路。它具有电路结构简单，
易于实现恒频控制，易于高频化，不需辅助电路，铁磁元件容量小，变压器的漏感和开关器件的寄生电容可
以纳入谐振电路，谐振软开关器件应力小，开关损耗小等优点。
写在最后：
上述只是简述了PC电源中在目前零售产品中一些可以看到的一些常见或稍高端的方案，因为我还只是业
余的菜鸟，而没有更详细的展开来说，望见谅。现在就一些觉得新手该懂得的做一个归纳：
电源的设计方案决定了它的定位，在配合相关的电子元件，恰当的加入一些相关改进技术将会生产出一个
高质量的产品。
1、老式的半桥结构在五六百瓦内依然占有市场，但随着更先进的正激动结构的发展，成本也控制的相当
好，给消费者有更大的选择空间。一套集显平台功耗一般在200瓦以内，半桥+被动PFC的电源多在150左右
或以下，虽然转换效率较低，还是一个不错的选择。
2、单管正激+被动PFC之类，做到350W已经不错了，转换效率就80﹪以下，再加也难以提升，而且发热
大，不推荐了。
3、单管正激+主动PFC+单路磁放大现在是300~500W主流瓦数级别中一个最广泛使用的普及方案，可做
到白牌，部分做到铜牌，是具体厂家方案而定，成本控制很好，品牌产品较多选择。
4、双管正激+主动PFC+双路磁放大近来台系的部分代工产的也是非常多的，国产也在试水，低瓦数级别
白牌居多综合来说动态性能不错，效率不算低，一些稍大瓦数级别以前的一些产品也做到铜牌甚至银牌，可
以做一个重点考虑。
5、双管正激+主动PFC+12V同步整流+5V/3.3V DC-DC输出，可以进一步提升效率，1000瓦内安钛克TPN
系列，振华金蝶系列等等数款产品皆有，可进一步提升效率。铜牌居多。部分厂家方案做到金牌的也不少。
在1000瓦内这个方案也可以重点考虑选择。关键是跟 下一个方案做对比，看你喜好选择了。
6、LLC半桥+主动PFC+12V同步整流+5V/3.3V DC-DC输出 ，振华金蝶凭着这个结构囊括中低瓦数，高效
率，动态还行，YY的外观。可以说在1000瓦级别以内这个方案是非常好的选择，相当一部分金牌也是这个
方案，如海盗船AX750/850。
一般常见的PC电源结构方案就上述这些，感兴趣的同学可更进一步学习相关的知识。谢谢
相逢皆是缘，有空多踩踩俺的新浪微博：/2205408254，欢迎互相关注 GO GO GO
鲜花 握手 雷人 路过 鸡蛋
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8156265 2011-7-15 09:00
怎么这么多安钛克 为什么没有海韵
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上图航嘉多核DH6内部结构，是典型的半桥拓扑+别动PFC结构，一般可以看到三个变压器分隔一次侧和二
次侧电路，而从左至右第三个为待机变压器是最突出的特征。因为正激结构可不需要待机变压器。另一方
面，在一次侧能找到倍压电路（上图中两个大号高压滤波电容）也是确定为半桥结构电源的一个佐证。这里
所说的半桥结构实际是使用的都是BJT双极型晶体管作为开关元件的电路结构。半桥结构的电源有两个主要
的技术限制，一是做成的瓦数级别不大，一般就500W或以下的，个别特例除外。二是能达到的转换效率较
低，大概就70%多或以下，但是由于方案简单，成本控制非常好。在国内用户占有量巨大，一是不重视，
二是图便宜。当然也最容易忽悠的。
二、单管正激+被动PFC
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上图是战斧400的截图，单管正激（橙色圈单一个开关管，红框部分提示正激结构）+被动PFC。战斧400、
460、500同方案对应康舒IP430/470/510等。这一结构可见于以前一些400瓦以下的电源中，以上一般都会
改为双管正激结构。在单管正激结构中，当开关管关断后，其需要承受的电压高于电源电压，则需要专门的
磁复位电路辅助。而采用双管正激，则每个开关管所承受的电压应力减半，则可以用较低内压的MOS管也
没问题。但由于使用两个开关管，则需要配备两套驱动电路，加大了其电路复杂性。
三、双管正激+主动PFC+3.3V单路磁放大
上图是安钛克EA380D GREEN内部截图，两个开关管（红色框）和3.3V磁放大电感（橙色圈）。这个方案在
2008年底国内逐渐开始普及于300瓦以上的电源产品上，转换效率及动态性能都较之于传统的老式半桥结构
好，成本虽然较半桥高但也能较好的控制。磁放大可以看主变压器附近的磁芯电感个数，一个就是单路，两
个就是双路；也可以根据二次侧电感来判断：单路磁放大是12V和5V共用一个大的储能电感，可以看出线圈
有两组不同的颜色的绕组，余下一个是3.3V电感；双路磁放大三路分别为+12V、+5V、+3.3V各一个电感，
其中5V和3.3V用的电感规格一般相同。利用磁放大的方式处理3.3V和5V的，或者单独用3.3V单路磁放大，
或者用3.3V和5V双路的磁放大，使用双路磁放大的电源最大的优势在于12V、5V、3.3V三路互不干扰，因而
+5V和+3.3V输出电压的调节性能更好。磁放大技术在业界已经非常成熟了，既不新鲜也不先进。
PC电源中产生+12V和+5V都有完整的整流和滤波电路，而+3.3V输出通常是由+5V整流后输出，所以
+3.3V输出电流是受到+5V输出电流值限制的。而单路+3.3V磁放大的实现是用+3.3V使用非晶磁环对+5V绕
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独调节。之所以选择+3.3V一路，是因为它的电压低,调节范围不大,损耗小。
四、双管正激+主动PFC+5V/3.3V双路磁放大
上图是安钛克VP550P内部截图，看到橙色圈圈两个磁芯电感则表明是双路磁放大。当然成本要比单路磁放
大的高。近来看到国内外的一些厂商在其低瓦数入门产品中都试水这
一结构，希望在其主打入门级消费者带来更多实惠又质量过硬的产品。
五、双管正激+主动PFC+12V同步整流+5V/3.3V DC-DC输出
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所谓同步整流是采用MOS管取代传统的肖特基整流二极管以降低整流损耗的技术。当需要原边往副边传输
能量的时候，副边相应的MOS管就打开，让电流流过，反之，不需要传输能量的时候，MOS管则关断，阻
止电流流过。而采用MOS管做整流时，要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功
能，所以叫同步整流。多应用在大电流低电压情况下。而5V/3.3V采用 DC-DC 直流降压生成，目的跟采用
同步整流一样，是用来提高电源效率的其中一种手段。DC/DC变换是将原直流电通过调整其PWM（占空
比）来控制输出的有效电压的大小。可分为升压式的BOOST拓扑结构和降压式的BUCK拓扑结构。而在很多
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六、LLC半桥+主动PFC+12V同步整流+5V/3.3V DC-DC输出
上图为金蝶400内部截图。2010年振华刮起金牌电源普及风暴，即使在中低瓦数级别我们依然能够享受金牌
电源的“威力”，实在难得。图中的LCC谐振半桥电路。特点就是效率高、输出纹波小、发热小、体积小、
低EMI、负载可调范围大等特点，可以对输入/输出电压比在很宽的范围内进行调节；可实现MOS开关管零
电压开通和低电流关断，减少开关损耗，从而提高效率。顾名思义LLC，就是由两个电感和一个电容串联而
成。但只适合于小功率范围内做，一般指在1000W级别以下是比较好的选择。更大功率可用移相全桥结构
这类。而振华从350W起跳至1000W均为该结构方案，不禁让人不爽而鄙视振华的实力也不过如此。。。
七、有源钳位+交错式主动PFC+3.3V单路磁放大
上图是航嘉旧版R85内部图。也正由于旧版采用的方案成本高导致售价一直降不下来，新版R85采用成本控
制更好、同瓦数级别最常见的双管正激动+APFC+3.3V单路磁放大结构。有源钳位正激拓扑是一种零电压软
开关技术。它可以很好的减少开关管和变压器的功耗。同样的有源钳位正激拓扑也是一种高效率结构，但在
PC用开关电源中鲜见，真正来说是笔者看到拆解图中很少看到这种结构的。据介绍适合与高电压中大功率
方案应用。电源效率比双管正激有较大提高，同时也降低了EMI干扰。据方案在1000W附近做到80LUS银牌
不是问题，上图航嘉那个旧版R85真是大材小用，还白费堆料抬高成本。交错式PFC主要的想法是将一个大
功率的PFC变成了两个小功率的PFC，这两个小功率的PFC以180°相位差交替开关动作，输入和输出的纹波
电流因为叠加相消而大大减小，可以减少EMI的设计尺寸，输出电容上的电流有效值不足单相拓扑的50%，
可以减少电容ESR（等效串联电阻阻值）上的发热。重载下打开两相工作而轻载下关闭一相，使得PFC级的
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八、主动PFC电路+移相全桥+12V同步整流+5V/3.3V DC-DC输出
上图是Antec HCP1200内部拆解图，由上下两层PCB板组成，图左为主动PFC+EMI滤波部分，图右为开关整
流输出部分。移相全桥零电压开关电路是一种适用于大功率开关电源的软开关电路。它具有电路结构简单，
易于实现恒频控制，易于高频化，不需辅助电路，铁磁元件容量小，变压器的漏感和开关器件的寄生电容可
以纳入谐振电路，谐振软开关器件应力小，开关损耗小等优点。
写在最后：
上述只是简述了PC电源中在目前零售产品中一些可以看到的一些常见或稍高端的方案，因为我还只是业
余的菜鸟，而没有更详细的展开来说，望见谅。现在就一些觉得新手该懂得的做一个归纳：
电源的设计方案决定了它的定位，在配合相关的电子元件，恰当的加入一些相关改进技术将会生产出一个
高质量的产品。
1、老式的半桥结构在五六百瓦内依然占有市场，但随着更先进的正激动结构的发展，成本也控制的相当
好，给消费者有更大的选择空间。一套集显平台功耗一般在200瓦以内，半桥+被动PFC的电源多在150左右
或以下，虽然转换效率较低，还是一个不错的选择。
2、单管正激+被动PFC之类，做到350W已经不错了，转换效率就80﹪以下，再加也难以提升，而且发热
大，不推荐了。
3、单管正激+主动PFC+单路磁放大现在是300~500W主流瓦数级别中一个最广泛使用的普及方案，可做
到白牌，部分做到铜牌，是具体厂家方案而定，成本控制很好，品牌产品较多选择。
4、双管正激+主动PFC+双路磁放大近来台系的部分代工产的也是非常多的，国产也在试水，低瓦数级别
白牌居多综合来说动态性能不错，效率不算低，一些稍大瓦数级别以前的一些产品也做到铜牌甚至银牌，可
以做一个重点考虑。
5、双管正激+主动PFC+12V同步整流+5V/3.3V DC-DC输出，可以进一步提升效率，1000瓦内安钛克TPN
系列，振华金蝶系列等等数款产品皆有，可进一步提升效率。铜牌居多。部分厂家方案做到金牌的也不少。
在1000瓦内这个方案也可以重点考虑选择。关键是跟 下一个方案做对比，看你喜好选择了。
6、LLC半桥+主动PFC+12V同步整流+5V/3.3V DC-DC输出 ，振华金蝶凭着这个结构囊括中低瓦数，高效
率，动态还行，YY的外观。可以说在1000瓦级别以内这个方案是非常好的选择，相当一部分金牌也是这个
方案，如海盗船AX750/850。
一般常见的PC电源结构方案就上述这些，感兴趣的同学可更进一步学习相关的知识。谢谢
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