Abbildung 1: Standard-Linear-Netzteil-Designdiagramm

Abbildung 2: Wellenform der linearen Stromversorgung

Obwohl sich die lineare Stromversorgung sehr gut für die Stromversorgung von Geräten mit geringem Stromverbrauch wie schnurlosen Telefonen, PlayStation/Wii/Xbox und anderen Spielekonsolen eignet, reicht die lineare Stromversorgung für Geräte mit hohem Stromverbrauch nicht aus.

Bei einer linearen Stromversorgung ist die Größe der internen Kapazität und des Transformators umgekehrt proportional zur Frequenz des Wechselstromnetzes: Das heißt, wenn die Frequenz des Eingangsnetzes niedriger ist, werden für die lineare Stromversorgung eine größere Kapazität und ein größerer Transformator benötigt und umgekehrt. Derzeit wird immer ein Wechselstromnetz mit einer Frequenz von 60 Hz (in einigen Ländern 50 Hz) verwendet, was eine relativ niedrige Frequenz ist, sodass die Größe des Transformators und des Kondensators oft relativ groß ist. Darüber hinaus ist der Transformator der linearen Stromversorgung umso größer, je größer die Überspannung des Wechselstromnetzes ist.

Daher wird die Herstellung eines linearen Netzteils für den Personal-PC-Bereich ein verrückter Schachzug sein, da sein Volumen sehr groß und sein Gewicht sehr hoch sein wird. Daher sind persönliche PC-Benutzer nicht für die gemeinsame Nutzung der linearen Stromversorgung geeignet.

● Wie viel wissen Sie über Schaltnetzteile?

Ein Schaltnetzteil kann dieses Problem durch den Hochfrequenz-Schaltmodus gut lösen. Bei Hochfrequenz-Schaltnetzteilen kann die AC-Eingangsspannung vor dem Eintritt in den Transformator erhöht werden (normalerweise 50–60 kHz vor der Verstärkung).Mit der Erhöhung der Eingangsspannung muss die Größe von Komponenten wie Transformatoren und Kondensatoren nicht so groß sein wie bei einer linearen Stromversorgung.

Dieses Hochfrequenz-Schaltnetzteil ist genau das, was unser persönlicher PC und andere Geräte wie Videorecorder benötigen.Es ist zu beachten, dass das, was wir oft als „Schaltnetzteil“ bezeichnen, eigentlich die Abkürzung für „Hochfrequenz-Schaltnetzteil“ ist und nichts mit dem Ein- und Ausschalten des Netzteils selbst zu tun hat.Tatsächlich verwendet die Stromversorgung des PCs des Endbenutzers ein optimierteres Schema: ein geschlossenes Regelkreissystem – der Schaltkreis, der für die Steuerung der Schaltröhre, den Erhalt des Rückkopplungssignals vom Ausgang der Stromversorgung und die anschließende Erhöhung oder Verringerung der Frequenz verantwortlich ist Die Spannung in einem bestimmten Zeitraum entsprechend der Leistungsaufnahme des PCs anpassen, um sie an den Transformator des Netzteils anzupassen (diese Methode wird als PWM, Pulsweitenmodulation, Pulsweitenmodulation bezeichnet).Daher kann sich das Schaltnetzteil entsprechend der Leistungsaufnahme der angeschlossenen Stromverbraucher selbst anpassen, sodass der Transformator und andere Komponenten weniger Energie aufnehmen und den Heizwert senken können.

Andererseits besteht das Designkonzept der linearen Stromversorgung darin, dass die Leistung im Vordergrund steht, auch wenn der Lastkreis keinen großen Strom benötigt. Dies hat zur Folge, dass alle Komponenten auch dann unter Volllast arbeiten, wenn sie nicht benötigt werden, was zu einer deutlich höheren Wärmeentwicklung führt.

Abbildung 4: Netzteil mit PFC-Schaltung

Wenn wir Abbildung 3 mit Abbildung 4 vergleichen, können wir den Unterschied zwischen ihnen erkennen: Einer verfügt über eine aktive PFC-Schaltung und der andere nicht. Ersteres verfügt über keinen 110/220-V-Wandler und keine Spannungsverdopplungsschaltung. Im Folgenden liegt der Schwerpunkt auf der Erläuterung der aktiven PFC-Stromversorgung.Damit die Leser das Funktionsprinzip des Netzteils besser verstehen, handelt es sich oben um ein sehr einfaches Diagramm, das keine weiteren zusätzlichen Schaltkreise wie Kurzschlussschutz, Standby-Schaltkreis und PG-Signalgenerator enthält. Wenn Sie ein detaillierteres Diagramm sehen möchten, sehen Sie sich bitte Abbildung 5 an. Es macht nichts, wenn Sie es nicht verstehen können, denn dieses Bild ist ursprünglich für professionelle Energiedesigner gedacht.

Abbildung 5: Typisches Designdiagramm eines Low-End-ATX-Netzteils (das Bild ist möglicherweise nicht klar, daher empfehle ich Ihnen, es für einen Blick herauszuziehen)

Sie fragen sich vielleicht, warum es im Entwurfsdiagramm von Abbildung 5 keine Spannungsgleichrichterschaltung gibt? Tatsächlich hat die PWM-Schaltung bereits die Arbeit der Spannungsgleichrichtung übernommen. Die Eingangsspannung wird erneut korrigiert, bevor sie die Schaltröhre passiert, und die in den Transformator eintretende Spannung ist zu einer Rechteckwelle geworden. Daher ist die Wellenform des Transformatorausgangs ebenfalls eine Rechteckwelle und keine Sinuswelle. Zu diesem Zeitpunkt ist die Wellenform quadratisch, sodass die Spannung vom Transformator problemlos in Gleichspannung umgewandelt werden kann.

Das heißt, nachdem die Spannung durch den Transformator neu kalibriert wurde, ist die Ausgangsspannung eine Gleichspannung geworden. Aus diesem Grund wird ein Schaltnetzteil oft als DC-DC-Wandler bezeichnet.Die Schleife des PWM-Regelkreises ist für alle erforderlichen Regelfunktionen verantwortlich. Wenn die Ausgangsspannung falsch ist, ändert die PWM-Steuerschaltung das Steuersignal des Arbeitszyklus, um es an den Transformator anzupassen, und korrigiert schließlich die Ausgangsspannung. Dies geschieht häufig, wenn der Stromverbrauch des PCs steigt und die Ausgangsspannung tendenziell abnimmt, oder wenn der Stromverbrauch des PCs sinkt und die Ausgangsspannung tendenziell steigt.Beim Betrachten der nächsten Seite ist es für uns erforderlich, dass wir die folgenden Informationen kennen:

★ Alle Schaltkreise und Module vor dem Transformator werden als „Primärseite“ bezeichnet, und alle Schaltkreise und Module nach dem Transformator werden als „Sekundärseite“ bezeichnet.

★ Das mit aktiver PFC ausgelegte Netzteil verfügt nicht über einen 110 V/220 V-Wandler und einen Spannungsverdoppler;★ Wenn bei einem Netzteil ohne PFC-Schaltung 110 V/220 V auf 110 V eingestellt ist, erhöht das Netzteil selbst vor dem Eintritt des Stroms in die Gleichrichterbrücke den Spannungsverdoppler, um 110 V auf etwa 220 V zu erhöhen.

★ Die Schaltröhre des PC-Netzteils besteht aus einem Paar Leistungs-MOSFET-Röhren. Natürlich gibt es auch andere Kombinationen, die wir später ausführlich erläutern werden.

★ Die erforderliche Wellenform des Transformators ist eine Rechteckwelle, daher ist die Spannungswellenform nach dem Durchgang durch den Transformator eine Rechteckwelle und keine Sinuswelle;

★PWM-Steuerstrom ist oft ein integrierter Schaltkreis, der normalerweise durch einen kleinen Transformator von der Primärseite isoliert ist, aber manchmal kann er durch einen Kopplungschip (ein kleiner IC-Chip mit LED und Fototransistor) von der Primärseite isoliert sein;

★PWM-Steuerkreis steuert das Schließen der Schaltröhre des Netzteils entsprechend der Ausgangslast des Netzteils. Wenn die Ausgangsspannung zu hoch oder zu niedrig ist, ändert die PWM-Steuerschaltung die Spannungswellenform, um sie an die Schaltröhre anzupassen und so den Zweck der Korrektur der positiven Ausgangsspannung zu erreichen.

Auf der nächsten Seite werden wir jedes Modul und jeden Schaltkreis des Netzteils anhand von Bildern untersuchen und Ihnen anhand physischer Bilder visuell zeigen, wo sie im Netzteil zu finden sind.

Unterscheiden Sie die Primärseite von der Sekundärseite.

Oben haben wir jedes Modul in einem Netzteil grob aus einer Makroperspektive vorgestellt. Lassen Sie uns es verfeinern und das Thema den Komponenten jedes Stromversorgungsmoduls zuwenden ...

04
Analyse der Transientenfilterschaltung

Nach dem Anschluss an das PC-Schaltnetzteil gelangt der Netzstrom zunächst in die Transientenfilterschaltung, die allgemein als EMI-Schaltung bezeichnet wird. Die folgende Abbildung beschreibt den Schaltplan der „empfohlenen“ Transientenfilterschaltung eines PC-Netzteils.

Schaltplan der Transientenfilterschaltung

Warum sollten wir betonen, dass es „empfohlen“ ist? Da bei vielen Netzteilen auf dem Markt, insbesondere bei Low-End-Netzteilen, einige Komponenten in Abbildung 8 häufig weggelassen werden. So können Sie die Qualität Ihres Netzteils beurteilen, indem Sie prüfen, ob der EMI-Schaltkreis geschrumpft ist.

Die Hauptkomponente des EMI-Schaltkreises ist der MOV (Metalloxid-Varistor) oder Varistor (RV1 in Abbildung 8), der für die Unterdrückung der Spitze im Übergangsbereich der Netzstromversorgung verantwortlich ist. Das MOV-Element wird auch in Überspannungsableitern verwendet. Viele Low-End-Netzteile schalten jedoch häufig wichtige MOV-Komponenten ab, um Kosten zu sparen. Für das mit MOV-Elementen ausgestattete Netzteil ist es nicht wichtig, ob ein Überspannungsschutz vorhanden ist oder nicht, da das Netzteil bereits über die Funktion der Überspannungsunterdrückung verfügt.

L1 und L2 in Abb. 8 sind Ferritspulen; C1 und C2 sind Scheibenkondensatoren, normalerweise blau, und diese Kondensatoren werden normalerweise „Y“-Kondensatoren genannt; C3 ist ein metallisierter Polyesterkondensator, normalerweise mit einer Kapazität von 100 nF, 470 nF oder 680 nF, auch „X“-Kondensator genannt; Einige Netzteile sind mit zwei X-Kondensatoren ausgestattet, die parallel zum Netz geschaltet sind, wie in Abbildung 8 RV1 dargestellt.

X-Kondensator kann jeder parallel zum Netz geschaltete Kondensator sein; Y-Kondensatoren werden normalerweise in Paaren gepaart, die zwischen Feuer und Null in Reihe geschaltet werden müssen und der Mittelpunkt der beiden Kondensatoren sollte über das Gehäuse geerdet werden. Das heißt, sie sind parallel zum Stromnetz geschaltet.

Die Transientenfilterschaltung kann nicht nur den Netzstrom filtern, sondern auch verhindern, dass das von der Schaltröhre erzeugte Rauschen andere elektronische Geräte am gleichen Netzstrom stört.

Werfen wir einen Blick auf einige praktische Beispiele. Können Sie, wie in Abbildung 9 gezeigt, einige seltsame Dinge sehen? Dieses Netzteil verfügt über keine Transientenfilterschaltung! Dies ist ein günstiges „Cottage“-Netzteil. Bitte beachten Sie die Markierung auf der Platine. Die Transientenfilterschaltung hätte vorhanden sein sollen, wurde aber vom herzlosen JS auf den Markt gebracht.

Dieses günstige „Cottage“-Netzteil verfügt über keine Transientenfilterschaltung.

Wie in Abbildung 10 dargestellt, handelt es sich um ein Low-End-Netzteil mit Transientenfilterschaltung. Wie wir jedoch sehen können, verzichtet die Transientenfilterschaltung dieses Netzteils auf den wichtigen MOV-Varistor und verfügt nur über eine Ferritspule. Allerdings ist dieses Netzteil mit einem zusätzlichen X-Kondensator ausgestattet.

EMI-Schaltung eines Low-End-Netzteils

Transientenfilterschaltungen werden in primäre EMI und sekundäre EMI unterteilt. Die primäre EMI vieler Netzteile befindet sich häufig auf einer unabhängigen Leiterplatte in der Nähe der Netzschnittstelle, während die sekundäre EMI auf der Hauptplatine des Netzteils platziert ist, wie in den folgenden Abbildungen 11 und 12 dargestellt.EMI der Klasse I ist mit einem X-Kondensator und einer Ferrit-Induktivität ausgestattet.

Schauen Sie sich die sekundäre EMI dieses Netzteils an. Hier sehen wir den MOV-Varistor, obwohl seine Platzierung etwas seltsam ist, hinter dem zweiten Ferrit. Insgesamt ist zu sagen, dass die EMI-Beschaltung dieses Netzteils sehr vollständig ist.

Vollständige sekundäre EMI

Es ist erwähnenswert, dass der MOV-Varistor des oben genannten Netzteils gelb ist, die meisten MOVs jedoch dunkelblau sind.

Darüber hinaus ist der Transientenfilterkreis dieses Netzteils mit einer Sicherung ausgestattet (in Abbildung 1 als F8 dargestellt). Es ist zu beachten, dass, wenn Sie feststellen, dass die Sicherung im Sicherungsrohr durchgebrannt ist, mit Sicherheit eine oder mehrere Komponenten im Netzteil defekt sind. Es ist sinnlos, die Sicherung zu diesem Zeitpunkt auszutauschen, und sie wird nach dem Einschalten wahrscheinlich wieder durchgebrannt sein.

05

Spannungsverdoppler und Primärgleichrichterschaltung

● Spannungsverdoppler und primäre Gleichrichterschaltung

Wie oben erwähnt, umfasst die Schaltnetzteilversorgung hauptsächlich eine aktive PFC-Stromversorgung und eine passive PFC-Stromversorgung. Letzterer verfügt über keine PFC-Schaltung, ist aber mit einem Spannungsverdoppler ausgestattet. Der Spannungsverdoppler verwendet zwei große Elektrolytkondensatoren. Wenn Sie also zwei große Kondensatoren im Inneren des Netzteils sehen, können Sie grundsätzlich davon ausgehen, dass es sich um den Spannungsverdoppler des Netzteils handelt. Wie bereits erwähnt, ist der Spannungsverdoppler nur für Bereiche mit 127 V Spannung geeignet.

Ein Spannungsverdoppler bestehend aus zwei riesigen Elektrolytkondensatoren

Nehmen Sie es ab und schauen Sie es sich an

Auf einer Seite des Spannungsverdopplers ist die Gleichrichterbrücke zu sehen. Die Gleichrichterbrücke kann aus vier Dioden oder einer einzelnen Komponente bestehen, wie in Abbildung 15 dargestellt. Die Gleichrichterbrücke von High-End-Netzteilen wird normalerweise auf einem speziellen Kühlkörper platziert.

Gleichrichterbrücke

Im Primärteil befindet sich üblicherweise ein NTC-Thermistor, der den Widerstandswert entsprechend der Temperaturänderung ändern kann. NTC-Thermistor ist die Abkürzung für Negative Temperature Coefficient. Seine Funktion besteht hauptsächlich darin, die Stromversorgung neu anzupassen, wenn die Temperatur sehr niedrig oder sehr hoch ist, was dem Keramikscheibenkondensator ähnelt, der normalerweise olivfarben ist.

06Aktive PFC-Schaltung

● Aktive PFC-SchaltungZweifellos ist diese Art von Schaltung nur bei Netzteilen zu sehen, die mit einer aktiven PFC-Schaltung ausgestattet sind.

Abbildung 16 zeigt eine typische PFC-Schaltung:

Schaltplan der aktiven PFC

Aktive PFC-Schaltungen verwenden normalerweise zwei Leistungs-MOSFET-Schalter. Diese Schaltröhren werden üblicherweise auf dem Kühlkörper der Primärseite platziert. Zum besseren Verständnis haben wir jede MOSFET-Schaltröhre mit Buchstaben gekennzeichnet: S steht für Source, D für Drain und G für Gate.

Eine PFC-Diode ist eine Leistungsdiode, die üblicherweise eine ähnliche Gehäusetechnologie wie ein Leistungstransistor verwendet. Sie sind ähnlich lang und werden ebenfalls auf dem Kühlkörper der Primärseite platziert, haben aber nur zwei Pins.

Die Induktivität im PFC-Schaltkreis ist die größte Induktivität in der Stromversorgung; Der Filterkondensator auf der Primärseite ist der größte Elektrolytkondensator auf der Primärseite einer aktiven PFC-Stromversorgung. Der Widerstand in Abb. 16 ist ein NTC-Thermistor, der den Widerstandswert bei Temperaturänderung ändern kann und die gleiche Funktion wie der NTC-Thermistor der sekundären EMI hat.Der aktive PFC-Steuerkreis basiert normalerweise auf einem integrierten IC-Schaltkreis, und manchmal ist dieser integrierte Schaltkreis auch für die Steuerung des PWM-Schaltkreises (der zur Steuerung des Schließens der Schaltröhre verwendet wird) verantwortlich. Diese Art von integrierten Schaltkreisen wird üblicherweise als „PFC/PWM-Kombination“ bezeichnet.

Schauen Sie sich wie üblich zunächst einige Beispiele an. In Abbildung 17 können wir die Komponenten besser erkennen, nachdem der Kühlkörper auf der Primärseite entfernt wurde. Es handelt sich um die sekundäre EMI-Schaltung der Transientenfilterschaltung auf der linken Seite, die oben ausführlich vorgestellt wurde. Schauen Sie sich die linke Seite an, sie alle sind Komponenten einer aktiven PFC-Schaltung.

Da wir den Kühlkörper entfernt haben, sind der PFC-Transistor und die PFC-Diode auf dem Bild nicht zu sehen. Wenn Sie ein wenig aufmerksam sind, können Sie außerdem erkennen, dass sich zwischen der Gleichrichterbrücke und der aktiven PFC-Schaltung ein X-Kondensator (braunes Element an der Unterseite des Kühlkörpers der Gleichrichterbrücke) befindet. Normalerweise ist der Oliventhermistor, der wie ein Keramikscheibenkondensator aussieht, mit Gummi überzogen.

Aktive PFC-Komponenten

Abb.18 ist ein Element auf dem primärseitigen Kühlkörper. Dieses Netzteil ist mit zwei MOSFET-Schaltern und Leistungsdioden einer aktiven PFC-Schaltung ausgestattet:

Schalter, Leistungsdiode

Als nächstes konzentrieren wir uns auf die Schaltröhre …

07
Schaltrohr

● Röhre wechselnDer Schaltwechselrichter des Netzteils kann viele Modi haben. Wir haben die folgenden Situationen zusammengefasst:

Natürlich analysieren wir nur, wie viele Komponenten in einem bestimmten Modus benötigt werden. Tatsächlich werden Ingenieure bei der Entscheidung, welchen Modus sie anwenden sollen, durch viele Faktoren eingeschränkt.

Derzeit sind die beiden beliebtesten Modi das Vorwärtsdesign mit zwei Transistoren und das Push-Pull-Design, die beide zwei Lichtschalter verwenden. Wir haben diese Leuchtröhren, die auf dem primärseitigen Kühlkörper angeordnet sind, bereits auf der vorherigen Seite vorgestellt, daher werde ich sie hier nicht wiederholen.

Hier sind die Konstruktionszeichnungen dieser fünf Modi:

(Einzeltransistor-Vorwärtskonfiguration)

(Zwei-Transistor-Vorwärtskonfiguration)

(Halbbrückenkonfiguration)

(Vollständige Bridge-Konfiguration)

(Push-Pull-Konfiguration)

8. Und eine Transformator-PWM-Steuerschaltung.

● Transformator- und PWM-Steuerkreis

Wie bereits erwähnt, ist die PC-Stromversorgung im Allgemeinen mit drei Transformatoren ausgestattet: Der größte ist der in den vorherigen Abbildungen 3, 4 und 19-23 markierte Haupttransformator. Seine Primärseite ist mit der Schaltröhre verbunden und seine Sekundärseite ist mit der Gleichrichterschaltung und der Filterschaltung verbunden, die einen Niederspannungs-Gleichstromausgang (+12 V, +5 V, +3.3 V, -12 V, -5 V) liefern können die Stromversorgung.

Der kleinste Transformator hat eine Last von +5VSB-Ausgang, der normalerweise zu einem Standby-Transformator wird und sich immer in einem „Standby-Zustand“ befindet, da dieser Teil des Ausgangs immer eingeschaltet ist, auch wenn der PC ausgeschaltet ist.Der dritte Transformator ist ein Isolator, der den PWM-Steuerkreis mit der Schaltröhre verbindet. Nicht alle Netzteile sind mit diesem Transformator ausgestattet, da einige Netzteile häufig mit integrierten Optokoppler-Schaltkreisen mit derselben Funktion ausgestattet sind.

Transformator

Dieses Netzteil verwendet einen integrierten Optokoppler-Schaltkreis anstelle eines Transformators.

Die PWM-Steuerschaltung basiert auf einem integrierten Schaltkreis. Im Allgemeinen verwendet das Netzteil ohne aktive PFC die integrierte Schaltung TL494 (der kompatible integrierte Chip DBL494 wird in Abbildung 26 unten verwendet). In der Stromversorgung mit aktiver PFC-Schaltung wird manchmal ein Chip verwendet, der den PWM-Chip und die PFC-Steuerschaltung ersetzt. Der CM6800-Chip ist ein gutes Beispiel, der alle Funktionen des PWM-Chips und der PFC-Steuerschaltung integrieren kann.

PWM-Steuerkreis

08Sekundärseite (1)

● Sekundärseite

Abschließend wird die Sekundärseite vorgestellt. Auf der Sekundärseite wird der Ausgang des Haupttransformators gleichgerichtet und gefiltert und dann die vom PC benötigte Spannung ausgegeben. Die Gleichrichtung von -5 V und –12 V kann nur mit gewöhnlichen Dioden durchgeführt werden, da diese keine hohe Leistung und keinen großen Strom benötigen.

Für die Gleichrichtung positiver Spannungen wie +3.3 V, +5 V und +12 V ist jedoch eine Hochleistungs-Schottky-Gleichrichterbrücke erforderlich. Dieser Schottky hat drei Pins, die im Aussehen Leistungsdioden ähneln, in denen jedoch zwei Hochleistungsdioden integriert sind. Ob die sekundärseitige Gleichrichtung durchgeführt werden kann, hängt von der Struktur des Stromkreises ab. Im Allgemeinen kann es zwei Arten von Gleichrichterschaltungsstrukturen geben, wie in Abbildung 27 dargestellt:

Gleichrichtungsmodus

Modus A wird eher in Low-End-Einstiegsnetzteilen zum Einsatz kommen. Dieser Modus erfordert drei Pins vom Transformator. Modus B wird hauptsächlich in der High-End-Stromversorgung verwendet. Im Allgemeinen muss dieser Modus nur mit zwei Transformatoren ausgestattet sein, aber die Ferritinduktivität muss groß genug sein, sodass dieser Modus mehr kostet, was der Hauptgrund dafür ist, dass Low-End-Netzteile diesen Modus nicht verwenden.

Um die maximale Stromabgabekapazität zu verbessern, verdoppeln diese Netzteile bei High-End-Netzteilen außerdem häufig die maximale Stromabgabe der Gleichrichterschaltung, indem zwei Dioden parallel geschaltet werden.

Ob es sich um ein High-End- oder Low-End-Netzteil handelt, seine +12-V- und +5-V-Ausgänge sind mit vollständigen Gleichrichterschaltungen und Filterschaltungen ausgestattet, sodass alle Netzteile mindestens zwei Sätze Gleichrichterschaltungen benötigen, wie in Abbildung 27 dargestellt .

Für den 3.3-V-Ausgang stehen drei Optionen zur Auswahl:

☆ Fügen Sie einen 3.3-V-Spannungsregler im +5-V-Ausgangsteil hinzu, der von vielen Low-End-Netzteilen übernommen wird;

☆ Fügen Sie für den 27-V-Ausgang eine vollständige Gleichrichterschaltung und Filterschaltung hinzu, wie in Abbildung 3.3 gezeigt, sie muss jedoch einen Transformator mit der 5-V-Gleichrichterschaltung teilen. Dies ist ein gängiges Designschema für High-End-Netzteile.

☆ Übernahme einer vollständigen und unabhängigen 3.3-V-Gleichrichterschaltung und Filterschaltung. Diese Art von Schema ist sehr selten und kann nur bei einigen Top-Stromquellen mit Fieberniveau auftreten, wie beispielsweise dem Galaxy 1000W von Annette.

Da es sich bei dem 3.3-V-Ausgang in der Regel um einen vollständig gemeinsam genutzten 5-V-Gleichrichterschaltkreis (üblich bei Low-End-Netzteilen) oder teilweise gemeinsam genutzt (üblich bei High-End-Netzteilen) handelt, heißt es, dass der 3.3-V-Ausgang oft durch den 5-V-Ausgang begrenzt ist. Aus diesem Grund sollten viele Netzteile auf dem Typenschild die Bezeichnung „3.3 V und 5 V kombinierter Ausgang“ tragen.Abbildung 28 unten zeigt die Sekundärseite eines Low-End-Netzteils. Hier sehen wir den integrierten Schaltkreis, der für die Erzeugung von PG-Signalen verantwortlich ist. Im Allgemeinen wird die integrierte Schaltung LM339 für die Low-End-Stromversorgung verwendet.

Sekundärseite

Darüber hinaus können wir auch einige Elektrolytkondensatoren (die Größe dieser Kondensatoren ist viel kleiner als die eines Spannungsverdopplers oder einer aktiven PFC-Schaltung) und Induktivitäten sehen, die hauptsächlich für die Filterfunktion verantwortlich sind.

Um dieses Netzteil besser betrachten zu können, haben wir alle fliegenden Drähte und Filterspulen am Netzteil entfernt, wie in Abbildung 29 dargestellt. Hier sehen wir einige kleine Dioden, die hauptsächlich zur Gleichrichtung von -12 V und -5 V verwendet werden, und der durch sie fließende Strom ist sehr gering (diese Stromversorgung benötigt nur 0.5 A). Der Ausgangsstrom anderer Spannungen sollte mindestens 1A betragen, was erfordert, dass die Leistungsdiode für die Gleichrichtung zuständig ist.

Gleichrichterdioden für –12 V und –5 V Minusspannungskreise

10. Sekundärseite (II)

● Sekundärseite
(2)Die folgende Abbildung zeigt die Komponenten auf dem sekundärseitigen Kühlkörper des Low-End-Netzteils:

Komponenten auf dem sekundären KühlkörperVon links nach rechts:

☆ IC-Chip des Spannungsreglers – obwohl er drei Pins hat und einer Triode sehr ähnlich sieht, handelt es sich um einen IC-Chip. Dieses Netzteil verwendet den Spannungsregler 7805 (5-V-Spannungsregler), der für die Spannungsstabilisierung von +5VSB verantwortlich ist. Wie bereits erwähnt, verfügt der +5VSB über einen unabhängigen Ausgangsschaltkreis, da er auch dann noch einen +5-V-Ausgang an den +5VSB liefern muss, wenn der PC ausgeschaltet ist. Aus diesem Grund wird der +5VSB-Ausgang auch allgemein als „Standby-Ausgang“ bezeichnet. Der 805IC kann einen maximalen Ausgangsstrom von 1A liefern.

☆ Leistungs-MOSFET-Transistor, hauptsächlich verantwortlich für die 3.3-V-Ausgabe. Das MOSFET-Modell dieses Netzteils ist PHP45N03LT, das einen maximalen Strom von 45 A durchlassen kann. Wie wir auf der vorherigen Seite erwähnt haben, wird nur das Low-End-Netzteil den 3.3-V-Regler gemeinsam mit 5 V verwenden.

☆ Leistungs-Schottky-Gleichrichter, der durch die Integration zweier Dioden gebildet wird. Das Schottky-Modell dieses Netzteils ist STPR1620CT, und jede Diode dieses Netzteils kann einen maximalen Strom von 8 A (insgesamt 16 A) zulassen. Diese Art von Schottky-Gleichrichter wird normalerweise für den 12-V-Ausgang verwendet.

☆ Ein weiterer Leistungs-Schottky-Gleichrichter. Das Modell dieses Netzteils ist E83-004 und der maximal zulässige Strom beträgt 60 A. Dieser Leistungsgleichrichter wird häufig für +5-V- und +3.3-V-Ausgänge verwendet. Da die Ausgänge +5 V und +3.3 V denselben Gleichrichter verwenden, darf deren Summe die Stromgrenze des Gleichrichters nicht überschreiten. Dies ist, was wir oft das Konzept des gemeinsamen Outputs nennen. Mit anderen Worten: Der 3.3-V-Ausgang kommt vom 5-V-Ausgang. Im Gegensatz zu anderen Ausgängen verfügt der Transformator über keinen 3.3-V-Ausgang. Dieses Design wird häufig für Low-End-Stromversorgungen verwendet. Im High-End-Netzteil werden in der Regel unabhängige +3.3-V- und +5-V-Ausgänge verwendet.

Werfen wir einen Blick auf die Hauptkomponenten der Sekundärseite des High-End-Netzteils:

Komponenten der Sekundärseite eines High-End-Netzteils

Komponenten der Sekundärseite eines High-End-Netzteils

Hier können wir sehen:

Zwei parallele Schottky-Gleichrichter für 12-V-Ausgang. Low-End-Netzteile verfügen oft nur über einen solchen Gleichrichter. Durch diese Konstruktion verdoppelt sich natürlich die maximale Stromabgabe des Gleichrichters. Dieses Netzteil verwendet zwei Schottky-Gleichrichter STPS6045CW, von denen jeder einen maximalen Strom von 60 A verarbeiten kann.

☆ Ein Schottky-Gleichrichter, der für den 5-V-Ausgang verantwortlich ist. Dieses Netzteil verwendet den Gleichrichter STPS60L30CW, der einen maximalen Strom von 60 A durchlassen kann.

☆ Ein Schottky-Gleichrichter, der für den 3.3-V-Ausgang verantwortlich ist. Dies ist der Hauptunterschied zwischen einem High-End-Netzteil und einem Low-End-Netzteil (das Low-End-Netzteil verfügt häufig nicht über einen separaten 3.3-V-Ausgang). Dieses Netzteil verwendet STPS30L30CT Schottky, das einen maximalen Strom von 30 A durchlassen kann.

☆ Ein Spannungsregler einer Stromschutzschaltung. Dies ist auch ein Symbol für High-End-Stromversorgung.

Der Hauptpunkt ist, dass sich die oben genannte maximale Stromabgabe nur auf eine einzelne Komponente bezieht. Die maximale Stromabgabe eines Netzteils hängt tatsächlich von der Qualität vieler daran angeschlossener Komponenten ab, wie z. B. Spuleninduktivität, Transformator, Drahtstärke, Breite der Leiterplatte usw. Wir können die theoretische maximale Leistung des Netzteils erhalten, indem wir den maximalen Strom des Gleichrichters und die Ausgangsspannung multiplizieren. Beispielsweise sollte die maximale 12-V-Ausgangsleistung des Netzteils in der letzten Abbildung 16 A * 12 V = 192 W betragen.

Haftungsausschluss: Dieser Artikel wurde vom „Power R&D Elite Circle“ reproduziert, um den Schutz geistiger Eigentumsrechte zu unterstützen. Bitte geben Sie die Originalquelle und den Autor des Nachdrucks an. Wenn ein Verstoß vorliegt, kontaktieren Sie uns bitte, um ihn zu löschen.