開關(guān)電源的基本知識(shí)介紹

1、開關(guān)電源的基本知識(shí)介紹SPS-Switching Power SupplyG.B. Ren-2003/3/17一.開關(guān)電源同線性電源比較二.開關(guān)電源的分類三.開關(guān)電源的原理介紹四.電腦電源的主要電性能參數(shù)指標(biāo)五.電腦電源的EMC電磁兼容要求六.電腦電源的Safety安規(guī)要求七.Label/Marking八.Environmental簡介主要內(nèi)容傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源現(xiàn)代的開關(guān)穩(wěn)壓電源優(yōu)點(diǎn)電磁輻射和干擾會(huì)比較小, 紋波小. 瞬態(tài)響應(yīng)較好控制電路要簡單。其具有功耗小效率高(可達(dá)7095%)，穩(wěn)壓范圍寬，可靠安全，體積小、重量輕、轉(zhuǎn)換效率高、自身發(fā)熱量小缺點(diǎn)承受過載短路能力差效率低(3560%),體積龐

2、大，不具有保護(hù)功能等特點(diǎn)電磁輻射和干擾會(huì)比較大,紋波比較大. 瞬態(tài)響應(yīng)較差控制電路要複雜的多。調(diào)整管工作狀態(tài)調(diào)整管工作于放大區(qū)(損耗功率大採用大功率調(diào)整管及大的散熱器), 連續(xù)控制的.調(diào)整管工作在截止區(qū)和飽和區(qū),即開關(guān)狀態(tài)。它截止時(shí)，相當(dāng)機(jī)械開關(guān)的斷開，飽和時(shí)，相當(dāng)于機(jī)械開關(guān)的閉合。變壓器工作頻率和材料市電的頻率固定在50Hz/60Hz上，採用矽鋼片做為變壓器的磁性材料，因此變壓器的轉(zhuǎn)換效率低。提高工作頻率(達(dá)到數(shù)十KHz或數(shù)百KHz)來減少變壓器的體積和重量，採用鐵氧體做為變壓器的磁性材料。特點(diǎn)原因調(diào)整管損耗功率大,尤其是大功率的線性電源往往是重量重, 體積大，不適合電腦工業(yè)化的輕便設(shè)計(jì)原則

3、 .調(diào)整管功耗小,機(jī)內(nèi)溫升低, 輸出多路的低電壓大電流的直流電要具備各種保護(hù)功能。一.開關(guān)電源同線性電源比較穩(wěn)壓電源的目的: 提供穩(wěn)定的低壓直流, 即從市電110/220Vac 3.3V/5V/12Vdc輸出電壓的穩(wěn)定性由UZ和UBE的恆定性決定:UL=UZ-UBERC限制Q1的耗散功率:UCE =U0- UL -IC*RC限制短路電流:ICmax=U0/RC線性電源Q1工作在放大區(qū)一.開關(guān)電源同線性電源比較DC-DC調(diào)整穩(wěn)壓部分110/220Vac 50Hz變壓 整流濾波 低壓直流 DC-DC調(diào)整穩(wěn)壓部分穩(wěn)定低壓直流輸出線性電源簡單示意圖一.開關(guān)電源同線性電源比較開關(guān)電源簡單示意圖開關(guān)管PW

4、M-Pulse Width Modulation脈沖寬度調(diào)制取樣比較電路110/220Vac 整流濾波高壓直流(300Vdc) DC-DC調(diào)整穩(wěn)壓部分穩(wěn)定低壓直流輸出100kHz變壓開關(guān)電源:開關(guān)晶體管在截止和導(dǎo)通兩種轉(zhuǎn)換狀態(tài)下通常只有很小的損耗功率。 開關(guān)晶體管在轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的損耗功率最大。一.開關(guān)電源同線性電源比較開關(guān)管的關(guān)斷損耗開關(guān)管的開通損耗電壓波形電流波形一.開關(guān)電源同線性電源比較開關(guān)電源的新技術(shù):軟開關(guān)技術(shù)-減小開關(guān)晶體管在轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的損耗功率。零電流開關(guān)零電壓開關(guān)零電流開關(guān):1)在開關(guān)管開通時(shí)使其電流保持在零或限制電流上昇率 2)在開關(guān)管關(guān)斷前使其電流減小到零零電壓開關(guān):1

5、)在開關(guān)管開通前 使其電壓下降到零 2)在開關(guān)管關(guān)斷時(shí)使其電壓保持在零或限制電壓上昇率分類方法類別按激勵(lì)方式劃分他激式(開關(guān)器件控制信號(hào)由專門的控制電路產(chǎn)生) 自激式(借助于變換器本身的正反饋信號(hào)實(shí)現(xiàn)開關(guān)管自持週期性開關(guān)的變換器)按DC/DC變換器的工作方式劃分隔離型: 正激式(Forward Converter)反激式(Flyback Converter)推挽式(Push-pull converter) 半橋式(Half-bridge converter)全橋式(Full-bridge converter)非隔離型: 降壓式(Buck Converter)升壓式(Boost Converte

6、r) 升降壓式(Buck/Boost Converter)Cuk ConverterZeta ConverterSepic Converter按控制信號(hào)的隔離方式劃分採用變壓器的隔離方式採用光電耦合的隔離方式 按過流保護(hù)方式劃分開關(guān)電流檢測方式輸出電流檢測方式二.開關(guān)電源的分類Power Supply Development 電源供應(yīng)器發(fā)展史PC機(jī)電源在286到早期的586是AT電源。AT電源共有四路輸出（+5V、-5V、+12V、-12V），另外還向主板提供一個(gè)P.G信號(hào)Intel 在1997年推出的ATX電源標(biāo)準(zhǔn)，它主要增加了3.3V和+5VSB兩路輸出電壓和一個(gè)PS-ON信號(hào)。利用+5V

7、SB和PS-ON信號(hào)，就可以實(shí)現(xiàn)軟件關(guān)機(jī)、鍵盤開機(jī)、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程喚醒等功能。 為了滿足大功率CPU的要求,ATX 12V對(duì)CPU供電的4PIN +12V電壓提高至+12.8V(+/-12%) 降低了MAIN CONNECT的+12V電流強(qiáng)度. 在ATX/ATX 12V的電源的基礎(chǔ)上重新定義Main Connect 的Pin腳由20Pin 增加到24Pin，增加了對(duì)風(fēng)扇的控制(FAN CMD、FAN OFF、FAN SINK、3.3V R/S），不與以前的ATX電源兼容。AT: 6Pin+6PinATX: 20PinATX 12V: 20Pin+4PinATX 12V LN(Low Noise):2

8、4Pin+4Pin二.開關(guān)電源的分類AT ATX ATX 12V ATX 12V LN 根據(jù)PC主板架構(gòu)變化電腦電源的工作原理 開關(guān)電源:1)首先對(duì)市電進(jìn)行整流和濾波而輸出高壓直流電，2)然後用開關(guān)電路將直流電轉(zhuǎn)換為高頻率的脈動(dòng)直流電並送到高頻開關(guān)變壓器上，此時(shí)可以選擇體積小巧的鐵氧體變壓器來完成高壓到低壓的轉(zhuǎn)換，3)然後再對(duì)輸出的低壓電進(jìn)行整流和濾波並最後輸出. 實(shí)際電路中選用大功率的三極管或場效應(yīng)管來做為開關(guān)，根據(jù)控制電路的信號(hào)導(dǎo)通和截止，工作頻率達(dá)到數(shù)十KHz或數(shù)百KHz，然後與開關(guān)變壓器、高、低壓整流濾波電路就構(gòu)成了一個(gè)簡易的開關(guān)電源。當(dāng)需要提升輸出電壓時(shí)就增加開關(guān)需管導(dǎo)通的時(shí)間，反之

9、則增加截止的時(shí)間，控制十分靈活 三.開關(guān)電源的原理介紹ATX電源的工作原理方塊圖它主要包括:輸入電網(wǎng)濾波電路、主變換電路、整流濾波輸出電路、控制電路、保護(hù)電路、輔助電源等。三.開關(guān)電源的原理介紹EMI FILTER全波整流倍壓整流變壓器能量轉(zhuǎn)換輸出電路功率切換元件保護(hù)線路回授與控制線路起動(dòng)電壓 & +5Vsb一次側(cè) 二次側(cè)三.開關(guān)電源的原理介紹PG電路+3.3V穩(wěn)壓電路輸入電網(wǎng)濾波電路交流電源插座上焊接的是EMI電源濾波器，這個(gè)由扼流圈和電容組成的低通網(wǎng)路能濾除電源線上的高頻雜波和同相干擾信號(hào)，同時(shí)也將電源內(nèi)部的干擾信號(hào)遮罩起來，構(gòu)成了電源抗電磁干擾的第一道防線 三.開關(guān)電源的原理介紹輸入電網(wǎng)

10、濾波電路市電進(jìn)入電源板後, 先通過電源保險(xiǎn)絲，然後再次經(jīng)過由電感(DM/CM choke)和電容(X-Cap/Y-Cap)組成的第2道高頻濾波電路以充分濾除高頻雜波，有的還接有壓敏電阻以防止雷電感應(yīng)而引起的高電壓，然後再經(jīng)過限流熱敏電阻進(jìn)入高壓整流濾波電路, 保險(xiǎn)絲能在電源功率太大或元件出現(xiàn)短路時(shí)熔斷以保護(hù)電源內(nèi)部的元件， 而限流熱敏電阻含有金屬氧化物成分，能限制瞬間的大電流，減少電源對(duì)內(nèi)部元件的電流沖擊。 (X-Cap/Y-Cap)(DM/CM choke)三.開關(guān)電源的原理介紹輸入電網(wǎng)濾波電路圖1. R1為470千毆(1/2W),當(dāng)AC拔掉時(shí),AC電須1秒內(nèi)歸0 (安規(guī)要求)2. Lx為d

11、ifferential mode noise 專抑制低頻部份3. FL2,FL1為common mode noise 專抑制高頻部份4. CX1CX3之電容是來抑制低頻noise,設(shè)計(jì)值約(0.1uf1uf)5. CY1CY6之電容是來抑制高頻noise,設(shè)計(jì)值約(4700PF1000PF)6. CY1CY6 電容加大會(huì)增leakage current,在安規(guī)里有一定洩漏 電流值.三.開關(guān)電源的原理介紹PFC(Power Factor Correction)之意義P.F.=實(shí)際功率/視在功率 ( v*Idt)/(Vrms*Irms) 假設(shè)有A,B兩臺(tái)機(jī)臺(tái)A的PF等于1 B的PF等于0.8如果A

12、,B機(jī)臺(tái)的輸出功率都是100W且效率均為100%若兩者皆須輸出100W則電力公司必須供應(yīng)給機(jī)臺(tái)B 120W多余的20W跑到那里去了? Ok它又還給了電力公司了然而電力公司卻以無法將其回收所以B機(jī)臺(tái)實(shí)際上只消耗100W(因?yàn)樾蕿?00%)而20W就在P.F.值只有0.8的情況下消耗了。三.開關(guān)電源的原理介紹二端網(wǎng)絡(luò)的功率(單相電路)視在功率 S=V*I (伏安VA)有功功率 P=VR*I=V*Cos *I=S *Cos (瓦W) 實(shí)部無功功率 Q=VX*I=V*Sin *I=S *Sin (乏Var) 虛部 Q0時(shí)電路呈感性 Q0時(shí)電路呈容性。功率因數(shù) =PF= Cos, 角為功率因數(shù)角S2=

13、P2+Q2角為功率因數(shù)角, 是電壓與電流的相位差,開關(guān)電源中容性負(fù)載重,Q0電路呈容性,電壓V落後於電流I.所以可串聯(lián)電感以中和容性,減小角,以提高功率因數(shù) PF.三.開關(guān)電源的原理介紹PFC(Power Factor Correction)之意義PFC(Power Factor Correction)之意義三.開關(guān)電源的原理介紹PFC Choke1. 交流電源進(jìn)行整流濾波，為主變換電路提供波紋較小的直流電壓。主要由全橋整流器、濾波電容(高壓電解電容)、平衡電阻組成。2. 整流電路:主要有半波整流、全波整流及橋式整流電路.3. 經(jīng)共模濾波器淨(jìng)化後無干擾的 220V市電經(jīng)過全波整流，高壓濾波電容

14、濾波後，在高壓濾波電容上形成約300V（空載）的直流電壓，給電源開關(guān)功率管供電。 輸入整流濾波電路 三.開關(guān)電源的原理介紹此為上面電路中S1=ON=115Vac時(shí)簡化的二倍倍壓電路用于將115Vac 倍壓到 相當(dāng)於230Vac整流濾波後的約300V（空載）的直流電壓。S1為Input Voltage Range Selecting Switching(輸入電壓選擇開關(guān))ON=115Vac; OFF=230VacS1三.開關(guān)電源的原理介紹主變換電路 開關(guān)電源顧名思義其核心就是開關(guān)二字，實(shí)際電路中,使用兩個(gè)大功率的開關(guān)管輪流導(dǎo)通和截止,將直流電轉(zhuǎn)換為高頻率的脈動(dòng)直流電,并送到高頻開關(guān)變壓器上進(jìn)行降

15、壓，這樣就完成了高電壓直流-高頻率高電壓脈沖-高頻率低電壓脈沖-低電壓直流的轉(zhuǎn)換過程，當(dāng)然，這里真正的核心還是PWM集成電路，它產(chǎn)生固定的頻率來控制兩個(gè)開關(guān)管的導(dǎo)通和截止，并根據(jù)輸出電壓的大小,自動(dòng)調(diào)整開關(guān)管導(dǎo)通和截止的時(shí)間,將輸出電壓固定在指定的幅度上，此外還能負(fù)責(zé)整個(gè)電路的保護(hù)工作。 三.開關(guān)電源的原理介紹主變換電路是開關(guān)電源的主要部分，它把直流電壓變換成高頻交流電壓，並且起著將輸出部分與輸入電網(wǎng)隔離作用。主變換電路 ATX開關(guān)電源幾乎都是採用半橋式功率轉(zhuǎn)換的經(jīng)典電路,開關(guān)管輪流導(dǎo)通,便通過兩個(gè)電容的連接處向變壓器輸出脈衝電壓，變壓器另外一端則採用全波整流的電路進(jìn)行整流和濾波。這種電路的好

16、處是工作電壓低，具有抗不平衡能力，還可以方便的實(shí)現(xiàn)110/220V輸入的切換，但開關(guān)管通過的電流較大,由於開關(guān)電源的開關(guān)管只工作在開“和“關(guān)”兩種狀態(tài)，關(guān)的時(shí)幾乎不消耗功率，而開的時(shí)候由於自身壓降很小，所以自身的損耗也很小，這就是開關(guān)電源發(fā)熱量低的原因。 三.開關(guān)電源的原理介紹主變換電路 高頻開關(guān)變壓器同樣是整個(gè)電路中的核心部件,高頻開關(guān)變壓器能夠提供我們所需要的幾組直流電壓。驅(qū)動(dòng)變壓器將PWM積體電路輸出的控制信號(hào)進(jìn)行放大以驅(qū)動(dòng)開關(guān)管進(jìn)行工作，同時(shí)還可以將開關(guān)管工作的高壓區(qū)和積體電路工作的低壓區(qū)進(jìn)行物理隔離 。待機(jī)電源是一套獨(dú)立的小型開關(guān)電源，這就是我們所說的待機(jī)電路，其輸出的電壓為電源的主

17、電路供電，同時(shí)通過+5VSB端輸出到主板來實(shí)現(xiàn)喚醒功能。 三.開關(guān)電源的原理介紹輸出整流濾波電路 經(jīng)過高頻開關(guān)變壓器降壓後的脈動(dòng)電壓,同樣要使用二極體和電容進(jìn)行整流和濾波，只是此時(shí)整流時(shí)的工作頻率很高，必須使用具有快速恢復(fù)功能的肖特基整流二極體，而整流部分使用的電容也不能有太大的交流阻抗，選擇的電容不但容量要大，還要有較低的交流電阻，還能見到1、2個(gè)體積碩大的帶磁心的電感線圈，與濾波電容一起濾除高頻的交流成分，保證輸出純淨(jìng)的直流電. 三.開關(guān)電源的原理介紹濾波電路: 主要有電容(低頻濾波)、電感(高頻濾波)及復(fù)式濾波電路三種. 將變換器輸出的高頻交流電壓進(jìn)行整流濾波，得到需要的直流電壓，同時(shí)防

18、止高頻噪聲對(duì)負(fù)載的干擾。在電源中，+5V、+3.3V、+12V的整流管採用的是肖特基對(duì)管。在輸出濾波電容方面，因開關(guān)變壓器工作在較高的頻率下，輸出的交變諧波成分特別豐富，因此電源中設(shè)置了多級(jí)LC濾波器對(duì) 其過濾。 三.開關(guān)電源的原理介紹輸出整流濾波電路圖 控制電路 電源的控制中心，這裏關(guān)鍵的部件是PWM電源管理積體電路，輔助的電路還包括基準(zhǔn)電壓電路、取樣電路、比較電路和保護(hù)電路等等 ，其中PWM管理集成塊驅(qū)動(dòng)開關(guān)管工作輸出電壓，該積體電路的型號(hào)往往是TL494或相同功能的KA7500B，UC3843等, 4路精密電壓比較器的LM339和2路比較器的LM393，而TL431則用來產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓.

19、三.開關(guān)電源的原理介紹 檢測輸出直流電壓，與基準(zhǔn)電壓比較，進(jìn)行放大，控制振蕩器的脈衝寬度，從而控制變換器以保持輸出電壓的穩(wěn)定。 當(dāng)開關(guān)電源發(fā)生過電壓、過電流後，保護(hù)電路啟動(dòng)，使開關(guān)電源停止工作以保護(hù)負(fù)載和電源本身。其中，開關(guān)變壓器負(fù)責(zé)高、低壓能量的轉(zhuǎn)換，其質(zhì)量好壞和功率的大小，直接關(guān)係到電源的整體質(zhì)量?？刂七^程 有的電源還設(shè)計(jì)了溫控電路，採用熱敏電阻探測電源內(nèi)部的溫度, 並自動(dòng)調(diào)整散熱風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，讓電源內(nèi)部保持均衡的溫度.三.開關(guān)電源的原理介紹控制電路 Standby待機(jī)電源待機(jī)電源本身也是一個(gè)完整的開關(guān)電源，Standby線路(AC Source存在時(shí)它就必須存在)輸出+5VSB電源,主要是

20、提供電腦進(jìn)入省電階段時(shí)提供省電IC之電源使用。只要ATX電源一上電，輔助電源便開始工作，輸出的電壓一路用來向電源板提供工作電壓，另一路作為+5VSB電壓向主機(jī)相關(guān)電路供電，以便在待機(jī)狀態(tài)內(nèi)主要設(shè)備停止工作的情況下維持設(shè)備工作，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控和網(wǎng)絡(luò)喚醒功能。 三.開關(guān)電源的原理介紹4.1 AC Input4.1.1 Input Voltage (輸入電壓範(fàn)圍)4.1.2 Frequency(輸入電壓頻率範(fàn)圍) The supply shall operate with an input frequency of 47Hz to 63Hz AC.4.1.3 Range Switching(輸入電壓選

21、擇開關(guān)) The nominal input voltage range can be selected by using a voltage selector switch provided on the power supply. 4.1.4 Power Factor(功率因數(shù)) For test purposes, the power factor, when measured at 120Vac and maximum load, shall be greater than 0.50(for no PFC)/0.90(for PFC).注: 電源的基本性能參數(shù)以Intel ATX 12

22、V Ver 1.2為例 四.電腦電源的主要電性能參數(shù)指標(biāo)(Electrical)4.1 AC Input4.1.5 Input Current輸入電流 Maximum steady state input current shall be less than 5.5A RMS at 90Vac and maximum load.4.1.8 Input Over-current protection 輸入過流保護(hù) The power supply shall incorporate primary fusing for input over-current protection to preve

23、nt damage to the power supply and meet product safety requirements.4.1.6 Input Under-Voltage Protection輸入欠壓保護(hù) The power supply shall contain protection circuitry such that the application of an input voltage below the minimum (90Vac) shall not cause damage to the power supply.4.1.7 Transient Protect

24、ion 瞬態(tài)保護(hù) The power supply shall operate within specifications under transients as defined in IEC 61000-4-4 (EFT-Electrical Fast Transient) and IEC 61000-4-5 (Surge Test).四.電腦電源的主要電性能參數(shù)指標(biāo)4.1 AC Input4.1.8 In-Rush Current Limiting protection衝擊電流限制保護(hù) Maximum inrush current from Power-on shall be limite

25、d to a level below the surge rating of the input line cord, AC switch if present, bridge rectifier, fuse, and EMI filter components. (使用NTC-Negative Temperature Coefficient熱敏電阻限制) 4.1.8.1 Cold Start冷啟動(dòng): With the power supply having been soaked for a period long enough to ensure all components are wi

26、thin 3C of the minimum operating temperature, prior to power-on inrush current measurement, no damage shall occur to the power supply and the fuse shall not open or exceed its specification. 4.1.8.2 Hot Start熱啟動(dòng): With the power supply operating with an ambient inlet air temperature at or below the m

27、aximum operating temperature and having been run at maximum output power for 15 minutes prior to cycling power, no damage shall occur to the power supply and the fuse shall not open or exceed its specification.4.1.9 Leakage Currents漏電流 Per IEC950 Paragraph 5.3,when Vin=120Vac, 60Hz, the leakage curr

28、ents 0.45mA, 四.電腦電源的主要電性能參數(shù)指標(biāo)4.2 DC Output4.2.1 DC Voltage Regulation(輸出電壓範(fàn)圍) The O/P shall remain within the regulation limits as defined in below TABLE while being subjected to: a. AC Input voltage changes from Min to Max as specified. b. Static load changes within the limits (from Min to Max) spe

29、cified. c. Environmental Conditions.輸出電壓範(fàn)圍四.電腦電源的主要電性能參數(shù)指標(biāo)4.2 DC Output4.2.2 DC Output Power輸出功率 The SPS shall be capable of continuously supplying 200W output power under all specified conditions.輸出功率和電流四.電腦電源的主要電性能參數(shù)指標(biāo)4.2 DC Output4.2.3 Efficiency滿載轉(zhuǎn)換效率 The power supply should be a minimum of 70%

30、efficient under maximum rated load. 滿載轉(zhuǎn)換效率：要求最大功率輸出時(shí)的轉(zhuǎn)換效率應(yīng)不低於70。 4.2.4 Energy Star Efficient能源之星效率 When DC output power=15W and Fan turned off, the AC input power28W. (for example only)4.2.5 Standby Efficiency待機(jī)效率 When in the Standby mode and the 5Vsb=0.5A, or 3.3Vsb=0.8A.4.2.6 Remote Sensing+3.3V遠(yuǎn)程

31、補(bǔ)償 The 3.3V output should have provisions for remote sensing to compensate for excessive cable drops. 四.電腦電源的主要電性能參數(shù)指標(biāo)4.2 DC Output4.2.7 Outputs Ripple & Noise(輸出紋波雜訊) Maximum allowable Peak-to-Peak ripple and noise (as measured at the load) not exceed the specified. 20MHz bandwidth oscilloscope, Re

32、sistive load(non electronic), 0.47uF/22uF(for Compaq) or 0.1uF/10uF(for Intel), Assembled in enclosure, proper connected to GND. 雖然經(jīng)過了多重的濾波， 開關(guān)電源的輸出端也不可 能完全杜絕紋波，ATX標(biāo) 準(zhǔn)對(duì)電源紋波輸出的大小 作出了規(guī)定，紋波越小， 電源的品質(zhì)也越好： 四.電腦電源的主要電性能參數(shù)指標(biāo)4.2 DC Output4.2.8 Output Transient Response (Step Load) 輸出動(dòng)態(tài)響應(yīng) The power supply sho

33、uld be stable when subjected to load transients .4.2.9 Capacitive Load容性負(fù)載 The power supply should be able to power up and operate normally with the following capacitances simultaneously present on the DC outputs.OutputCapacitive load (uF)+12V20000+5V10000+3.3V6000-12V350+5Vsb3504.2.10 Stability輸出穩(wěn)定

34、 The power supply shall be unconditionally stable while operating within its normal operating specification.四.電腦電源的主要電性能參數(shù)指標(biāo)4.3 Timing/Housekeeping/ Control(電源的時(shí)序) T1: Power-On Time (T1500mS) (4.3.4) T2 : Rise Time (T220mS) (4.3.5) T3: P.G delay Time (100mST3500mS) (4.3.1) T4: P.G Rise Time (T410mS)

35、 (4.3.1) T5: Hold up Time(T516mS) (4.3.8) T6: Power-down Warning (T61mS) (4.3.8)四.電腦電源的主要電性能參數(shù)指標(biāo)4.3 Timing/Housekeeping/ Control(電源的時(shí)序)4.3.1 PG (PWR_OK ) 電源準(zhǔn)備好 PG is a “power good” signal. It should be asserted high by the power supply to indicate that the DC output (5V/3.3V/12V) are within the spec

36、ification.4.3.2 PS_ON 電源上電控制信號(hào) PS_ON is an active-low, TTL-compatible signal that allows a M/B to remotely control the power supply in conjunction with features such as soft on/off, Wake on LAN, or wake-on-modem. PS-ON connected to GND (COM/Return) (Power-On) , PS-ON connected to +5Vsb (Power-Off);

37、(This is for Standard; but opposite for Compaq SPS)4.3.3 +5Vsb待機(jī)電源 +5Vsb is a standtby supply output that is active whenever the AC power is present. It provides a power source for circuits that must remain operational when the main outputs are in a disabled state. Example uses include soft power co

38、ntrol, Wake on LAN, Wake-on-modem, intrusion detection, or suspend state actives.四.電腦電源的主要電性能參數(shù)指標(biāo)4.3 Timing/Housekeeping/ Control(電源的時(shí)序)4.3.4 Power-On Time輸出上電時(shí)間 The power-on time is defined as the time from when PS_ON is pulled low to when the +12V/+5V/+3.3V outputs are within the regulation ranges

39、. (500mS)4.3.5 Rise Time (10% to “l(fā)ower limits” of output) 上昇時(shí)間 The 3.3V and 5V output rise times shall be 2mS to 25mS.4.3.6 Overshoot輸出過擊 During power-on or power-off, or the assertion/deassertion of PS-ON, the output voltage overshoot shall be less than 10% above the nominal voltage. the 3.3V and

40、5V output voltages shall not exceed 3.70V peak or 5.40V peak respectively. The power supply shall not operate outside of regulation requirements for more than 50 mS during power-on.四.電腦電源的主要電性能參數(shù)指標(biāo)4.3 Timing/Housekeeping/ Control(電源的時(shí)序)4.3.7 Reset after shutdown檔機(jī)後復(fù)位 If the power supply latches into

41、 a shutdown state because of a fault condition on its outputs, the power supply shall return to normal operation only after the fault has been removed and the PS-ON (or AC input) has been cycled OFF/ON with a minimum OFF time of 1 second.4.3.8 Hold Up關(guān)機(jī)保持時(shí)間 All outputs shall remain within its specif

42、ied limits for a minimum of 16mS/20mS after power has been removed from the power supply. Test conditions: Full load, Vin=115Vac(60Hz)/230Vac(50Hz) , power down at 0C.四.電腦電源的主要電性能參數(shù)指標(biāo)4.4 Output Protection(電源的保護(hù)功能)4.4.1 OVPOver Voltage Protection(過壓保護(hù)) The power supply shall auto latch off during an

43、over-voltage condition. The latch condition shall be cleared by cycling the PS-ON input. (使用分壓電阻及比較器)4.4.2 SCP-Short Circuit Protection短路保護(hù) The power supply shall be protected such that a short from any output to return or to other outputs shall not result in a fire hazard or shock hazard. The power

44、 supply shall recover, with no damage, from a short from any output to return.when the short is removed, +5Vsb shall recover automatically , the main outputs shall recover by cycling PS-ON. 電源的過壓保護(hù)四.電腦電源的主要電性能參數(shù)指標(biāo)4.4 Output Protection4.4.3 OCP-Over Current Protection電源的過流保護(hù) Overload currents applied

45、 to each tested output rail will cause the output to trip before reaching or exceeding 240VA. For testing purposes, the overload currents should be ramped at a minimum rate of 10A/s starting from full load.(取樣電阻上的壓降)4.4.4 OTP-Over Temperature Protection過熱保護(hù) The power supply may include an OTP sensor

46、, which can trip and shut down the power supply at a preset temperature point. Such an overheated condition is typically the result of internal current overloading or a cooling fan failure.4.4.5 No Load Operation無載運(yùn)行 The power supply shall not cause any damage and/or hazardous conditions and no inte

47、rnal component shall be stressed beyond its rating. 4.4.6 Output Bypass輸出單點(diǎn)接地 The output returns shall be connected to the chassis at a single point.四.電腦電源的主要電性能參數(shù)指標(biāo)5.1 Emission 電磁干擾 Conducted & Radiated emissions 傳導(dǎo)&輻射干擾 FCC Part 15/EN55022/CISPR 22 Class B with 4dB Margins. Tests shall be conducte

48、d using a shielded DC output cable to a shielded load. The load shall be adiusted as follows for three tests: (1) No load on each output; (2) 50% load on each output; (3) 100% load on each output.5.2 Immunity電磁耐受 The power supply shall comply with EN55024/CISPR24 prior to sale in the EU(European Uni

49、on), Korea, and possibly other geographies. ESD/EFT/Surge/CS/RS/Magenetic/Dip5.3 Input Line Current Harmonic and Flicker電流諧波及閃爍 For sales in EU(European Union) or Japan the power supply shall meet the requirements of EN61000-3-2 Class D.5.4 Magnetic Leakage Fields泄漏磁場干擾 A PFC choke magnetic leakage

50、field should not cause any interference with a high-resolution computer monitor placed next to or on top of the end-use chassis.五.電腦電源的EMC電磁兼容要求五.電腦電源的EMC電磁兼容要求5.5 開關(guān)電源內(nèi)噪聲源1) 開關(guān)晶體管開關(guān)工作產(chǎn)生的噪聲: 開關(guān)晶體管中流過較大的脈沖電流是矩形波其中含有多種高次諧波。開關(guān)接通時(shí)由于變壓器漏感與輸出整流二極管的恢復(fù)特性形成電流振蕩二極管上產(chǎn)生浪涌電壓。開關(guān)斷開時(shí)變壓器漏感也產(chǎn)生浪涌電壓。2) 二極管的反向恢復(fù)特性產(chǎn)生的噪聲:

51、 用PN結(jié)硅二極管進(jìn)行高頻整流時(shí)正向電流所積累電荷在加反向電壓時(shí)不能馬上消失。由于載流子積蓄效應(yīng)二極管流經(jīng)反向電流。這斷時(shí)間稱為反向恢復(fù)時(shí)間。若反向電流恢復(fù)時(shí)的電流上昇率di/dt較大時(shí)由于電感作用要產(chǎn)生較大尖峰電壓。這就是恢復(fù)噪聲。肖特基二極管原理上沒有載流子積蓄效應(yīng)恢復(fù)噪聲非常小。3) 變壓器產(chǎn)生噪聲: 流經(jīng)變壓器繞組的電流形成磁通其中大部份通過導(dǎo)磁率高的磁芯但少部份通過繞組與間隙輻射出去即為漏磁通這漏磁通在回路中要形成電磁感應(yīng)噪聲。4) 電容產(chǎn)生噪聲: 對(duì)于交流輸入的開關(guān)電源在輸入側(cè)接有整流與平滑回路這就是電容輸入型回路這回路有導(dǎo)通角的充電電流流通這電流變化要產(chǎn)生噪聲。另外電容的等效串聯(lián)

52、電感影響也較大。五.電腦電源的EMC電磁兼容要求5) 共模噪聲: 開關(guān)晶體管與輸出整流二極管通常內(nèi)部損耗較大需要通過絕緣片接到散熱器上散熱。因此晶體管的集電極與二極管的陰極與散熱器間有較大分佈電容由于開關(guān)工作時(shí)電壓達(dá)到幾百伏因此產(chǎn)生共模噪聲。5.6 噪聲抑制方法及對(duì)策1) 採用開關(guān)速度不太快的開關(guān)以及軟恢復(fù)特性的二極管可以改善波形 (即降低dv/dt;di/dt)。2) 使用吸收電路(RC/RCD/LC) 與 開關(guān)晶體管和輸出整流二極管並聯(lián)可以降低浪涌電壓。3) 濾波器: 輸入濾波器 X-Cap/Y-Cap/CM Choke/DM Choke4) 屏蔽: a) 靜電屏蔽 在初次側(cè)之間接入相當(dāng)于

53、分佈電容電極的導(dǎo)體(如變壓器鐵心)進(jìn)行接地就可以使噪聲旁路到地。 b) 磁屏蔽 在干擾者與被干擾者之間如變壓器與線圈之間插入高磁導(dǎo)率的金屬板可把漏磁通集中于金屬板中。5) 把輸出扼流線圈接在電源負(fù)回線上可抑制共模噪聲的產(chǎn)生。6.0 Safety Requirement 安規(guī)Standard :UL1950 CSA C22.2 No.950 IEC950 CB certificate EN609506.1 Hi-pot (100% tested) 高壓 The test shall be applied between the PRIMARY (AC LINE and NETURAL) and

54、EARTH GROUND (CHASSIS/INPUT RECEPTACLE EARTH GROUND TERMINAL). Test Voltage : 2150VDC minimum; Trip Current Sensitivity: 0.6mA maximum; Voltage Ramp Time: 500V/second ramp minimum; Dwell Time: 1 second minimumBreakdown Arc Detection: 10mS maximum六.電腦電源的Safety安規(guī)要求6.0 Safety Requirement 安規(guī)6.9 Abnormal

55、 testing異常測試 a) stalled-fan test停止風(fēng)扇, b) voltage-select-switch mismatch電壓選擇開關(guān)選錯(cuò)6.10 SELV安全極低電壓 DC output meet the requirement for SELV(60Vdc/42.4V peak), dont exceed 240VA under any condition of loading6.11 AC input polarity輸入極性 The proper polarity between the AC input receptacle and any printed wir

56、ing boards connections must be maintained (that is, brown=line, blue=neutral, green=earth/chassis)6.12 Proscribed Materials禁止物料a) Cadmium鎘 should not be used in painting 油漆or plating電鍍b) No quaternary salt季鹽 electroytic capacitors shall be usedc) Mercury 水銀shall not be used.d) the use of CFC (chloro

57、fluorocarbon 氟氯化碳) shall not be used in the design or manufacturing process.六.電腦電源的Safety安規(guī)要求6.0 Safety Requirement 安規(guī)6.2 Grounding Continuity Test 地連續(xù)性測試 (100% tested) The test shall be applied between the GROUNDED SHEET METAL CHASSIS and the INPUT RECEPTACLE EARTH GROUND TERMINAL.Test Current25A m

58、inimumOutput Voltage 2.5Vac minimumTrip Resistance Sensitivity 0.1ohm6.3 Input Current 輸入電流6.4 Leakage current泄漏電流6.5 Energy discharge test能量放電測試6.6 Transformer output characterization test變壓器輸出特性測試 a) open-circuit voltage, b) short-circuit current, and c) maximumVA output6.7 Reinforced insulation (加強(qiáng)絕緣)between primary and secondary circuits6.8 Temperature溫升測試六.電腦電源的Safety安規(guī)要求7.0 Labeling/Marking標(biāo)籤/標(biāo)識(shí) The following