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Todas las fuentes de alimentación utilizadas por las computadoras personales se basan en una tecnología llamada "modo de conmutación", por lo que a menudo las llamamos fuentes de alimentación de PC personales: fuentes de alimentación de modo conmutado (SMPS), y también tiene un apodo: convertidor CC-CC. Este artículo explicará el modo de funcionamiento y el principio de la fuente de alimentación conmutada, la introducción de los componentes internos de la fuente de alimentación conmutada y las funciones de estos componentes.
● ¿Cuánto sabes sobre el suministro de energía lineal?
En la actualidad, existen dos tipos de fuente de alimentación: fuente de alimentación lineal y fuente de alimentación conmutada. El principio de funcionamiento de la fuente de alimentación lineal es convertir primero energía comercial de 127 V o 220 V en energía de bajo voltaje, como 12 V, a través de un transformador, y el bajo voltaje convertido sigue siendo corriente alterna de CA;
Luego se rectifica y rectifica mediante una serie de diodos, y la corriente alterna de CA de bajo voltaje se convierte en voltaje pulsante (con "3" en las Figuras 1 y 2);El siguiente paso es filtrar el voltaje pulsante a través del capacitor y luego convertir la corriente alterna de bajo voltaje filtrada en corriente continua de CC (con "4" en las Figuras 1 y 2); En este momento, la corriente continua de bajo voltaje obtenida aún no es lo suficientemente pura y habrá algunas fluctuaciones (este tipo de fluctuación de voltaje es lo que a menudo llamamos ondulación), por lo que es necesario corregirla con un diodo Zener o un Circuito rectificador de voltaje. Finalmente, podemos obtener una salida CC CC pura de bajo voltaje (con "5" en las Figuras 1 y 2).
Figura 1: Diagrama de diseño de fuente de alimentación lineal estándar
Figura 2: Forma de onda de la fuente de alimentación lineal
Aunque la fuente de alimentación lineal es muy adecuada para suministrar energía a dispositivos de baja potencia, como teléfonos inalámbricos, PlayStation/Wii/Xbox y otras consolas de juegos, para dispositivos de alta potencia, la fuente de alimentación lineal será inadecuada.
Para una fuente de alimentación lineal, el tamaño de su capacitancia interna y transformador es inversamente proporcional a la frecuencia de la red eléctrica de CA: es decir, si la frecuencia de la red eléctrica de entrada es menor, se necesita una capacitancia y un transformador mayores para una fuente de alimentación lineal, y viceversa. En la actualidad, siempre se utiliza una red eléctrica de CA con una frecuencia de 60 Hz (50 Hz en algunos países), que es una frecuencia relativamente baja, por lo que el tamaño de su transformador y condensador suele ser relativamente grande. Además, cuanto mayor sea la sobretensión de la red eléctrica de CA, mayor será el transformador de la fuente de alimentación lineal.
Por tanto, para el ámbito de los PC personales, fabricar una fuente de alimentación lineal será una locura, porque su volumen será muy grande y su peso muy elevado. Por lo tanto, los usuarios de PC personales no son aptos para compartir una fuente de alimentación lineal.
● ¿Cuánto sabes sobre el cambio de fuente de alimentación?
La fuente de alimentación conmutada puede resolver bien este problema mediante el modo de conmutación de alta frecuencia. Para una fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia, el voltaje de entrada de CA se puede aumentar antes de ingresar al transformador (generalmente 50-60 KHz antes de aumentar).Con el aumento del voltaje de entrada, el tamaño de componentes como transformadores y condensadores no tiene por qué ser tan grande como el de la fuente de alimentación lineal.
Esta fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia es justo lo que necesitan nuestra PC personal y equipos como una videograbadora.Cabe señalar que lo que a menudo llamamos "fuente de alimentación conmutada" es en realidad la abreviatura de "fuente de alimentación conmutada de alta frecuencia", que no tiene nada que ver con el apagado y encendido de la fuente de alimentación en sí.De hecho, la fuente de alimentación de la PC del usuario final adopta un esquema más optimizado: sistema de circuito cerrado: el circuito responsable de controlar el tubo de conmutación, obtener la señal de retroalimentación de la salida de la fuente de alimentación y luego aumentar o disminuir la frecuencia de el voltaje en un período determinado de acuerdo con el consumo de energía de la PC para adaptarse al transformador de la fuente de alimentación (este método se llama PWM, modulación de ancho de pulso, modulación de ancho de pulso).Por lo tanto, la fuente de alimentación conmutada se puede autoajustar según el consumo de energía del equipo consumidor de energía conectado, de modo que el transformador y otros componentes puedan consumir menos energía y reducir el poder calorífico.
Por otro lado, el concepto de diseño de la fuente de alimentación lineal es que la potencia es primordial, incluso si el circuito de carga no requiere una gran corriente. La consecuencia de esto es que todos los componentes trabajan a plena carga incluso cuando no son necesarios, lo que genera un calor mucho mayor.
Las siguientes figuras 3 y 4 describen el mecanismo de retroalimentación PWM de la fuente de alimentación conmutada. La Fig. 3 muestra una fuente de alimentación de bajo costo sin circuito PFC (Corrección del Factor de Potencia), y la fig. 4 muestra una fuente de alimentación de gama media a alta con diseño PFC activo.
Figura 4: Fuente de alimentación con circuito PFC
Al comparar la Figura 3 con la Figura 4, podemos ver la diferencia entre ellas: una tiene un circuito PFC activo y el otro no. El primero no tiene convertidor de 110/220 V ni circuito de duplicación de tensión. Lo siguiente se centrará en la explicación del suministro de energía PFC activo.Para que los lectores comprendan mejor el principio de funcionamiento de la fuente de alimentación, lo anterior es un diagrama muy básico, que no incluye otros circuitos adicionales, como protección contra cortocircuitos, circuito de espera y generador de señal PG. Por supuesto, si desea conocer un diagrama más detallado, consulte la Figura 5. No importa si no puedes entenderlo, porque esta imagen es originalmente para aquellos diseñadores de energía profesionales.
Figura 5: Diagrama de diseño típico de una fuente de alimentación ATX de gama baja (es posible que la imagen no sea clara, por lo que le sugiero que la arrastre para verla)
Quizás se pregunte, ¿por qué no hay un circuito de rectificación de voltaje en el diagrama de diseño de la Figura 5? De hecho, el circuito PWM ya ha asumido el trabajo de rectificación de voltaje. El voltaje de entrada se corregirá nuevamente antes de pasar a través del tubo del interruptor y el voltaje que ingresa al transformador se convertirá en una onda cuadrada. Por lo tanto, la forma de onda de la salida del transformador también es una onda cuadrada, no una onda sinusoidal. En este momento, la forma de onda es cuadrada, por lo que el transformador puede convertir fácilmente el voltaje en voltaje CC.
Es decir, después de que el transformador recalibra el voltaje, el voltaje de salida se ha convertido en voltaje CC CC. Es por eso que la fuente de alimentación conmutada a menudo se denomina convertidor DC-DC.El bucle del circuito de control PWM es responsable de todas las funciones de regulación necesarias. Si el voltaje de salida es incorrecto, el circuito de control PWM cambiará la señal de control del ciclo de trabajo para adaptarse al transformador y finalmente corregirá el voltaje de salida. Esto sucede a menudo cuando el consumo de energía de la PC aumenta y el voltaje de salida tiende a disminuir, o cuando el consumo de energía de la PC disminuye, el voltaje de salida tiende a aumentar.Al mirar la página siguiente, es necesario que conozcamos la siguiente información:
★ Todos los circuitos y módulos antes del transformador se denominan "lado primario", y todos los circuitos y módulos después del transformador se denominan "lado secundario";
★ La fuente de alimentación diseñada con PFC activo no tiene convertidor 110 V/ 220 V ni duplicador de voltaje;★ Para la fuente de alimentación sin circuito PFC, si 110 V/220 V se configura en 110 V, antes de que la corriente entre al puente rectificador, la fuente de alimentación misma utilizará el duplicador de voltaje para elevar 110 V a aproximadamente 220 V;
★ El tubo interruptor de la fuente de alimentación de la PC consta de un par de tubos MOSFET de potencia. Por supuesto, existen otras combinaciones, que explicaremos en detalle más adelante;
★ La forma de onda requerida del transformador es una onda cuadrada, por lo que la forma de onda del voltaje después de pasar por el transformador es una onda cuadrada, no una onda sinusoidal;
★La corriente de control PWM suele ser un circuito integrado, generalmente aislado del lado primario mediante un pequeño transformador, pero a veces puede estar aislado del lado primario mediante un chip de acoplamiento (un pequeño chip IC con LED y fototransistor);
★El circuito de control PWM controla el cierre del tubo interruptor de la fuente de alimentación de acuerdo con la carga de salida de la fuente de alimentación. Si el voltaje de salida es demasiado alto o demasiado bajo, el circuito de control PWM cambiará la forma de onda del voltaje para adaptarse al tubo de conmutación, a fin de lograr el propósito de corregir el voltaje de salida positivo;
En la página siguiente, estudiaremos cada módulo y circuito de la fuente de alimentación a través de imágenes y le diremos visualmente dónde encontrarlos en la fuente de alimentación a través de imágenes físicas.
En términos generales, si ve uno (fuente de alimentación con circuito PFC activo) o dos (fuente de alimentación sin circuito PFC) condensadores de filtro grandes, ese lado es el lado primario.Generalmente, se disponen tres transformadores entre los dos disipadores de calor de la fuente de alimentación. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 7, el transformador principal es el más grande; El de "tamaño" mediano suele ser responsable de la salida de +5VSB, mientras que el más pequeño se usa generalmente para el circuito de control PWM, que se usa principalmente para aislar el lado primario y el lado secundario (razón por la cual la etiqueta de "aislador" está conectado a los transformadores en las Figuras 3 y 4 anteriores). Algunas fuentes de alimentación no utilizan transformadores como "aisladores", sino que utilizan uno o más optoacopladores (que parecen chips integrados IC).
Es decir, la fuente de alimentación con este esquema de diseño tiene sólo dos transformadores: el transformador principal y el transformador auxiliar.Generalmente hay dos disipadores de calor en la fuente de alimentación, uno pertenece al lado primario y el otro al lado secundario. Si se trata de una fuente de alimentación PFC activa, está en el disipador de calor del lado primario y se puede ver el tubo del interruptor, el transistor PFC y el diodo. Esto no es absoluto, porque algunos fabricantes pueden optar por instalar los componentes PFC activos en disipadores de calor separados, en cuyo caso habrá dos disipadores de calor en el lado primario.En el disipador de calor del lado secundario encontrarás unos rectificadores.
Se parecen un poco a los triodos, pero en realidad están formados por dos diodos de potencia.Junto al disipador de calor en el lado secundario, también verá muchos condensadores e inductores, que juntos forman un módulo de filtro de bajo voltaje; encuéntrelos y encontrará el lado secundario.La forma más sencilla de distinguir el lado primario del secundario es seguir la línea de alimentación. En términos generales, la línea de salida suele estar conectada al lado secundario, mientras que la línea de entrada está conectada al lado primario (la línea de entrada conectada desde la red eléctrica). Como se muestra en la Figura 7.
Distinguir el lado primario del lado secundario.
Arriba, hemos presentado aproximadamente cada módulo dentro de una fuente de alimentación desde una perspectiva macro. Refinémoslo y pasemos al tema de los componentes de cada módulo de fuente de alimentación...
04
Análisis del circuito de filtro transitorio.
Después de conectarse a la fuente de alimentación conmutada de la PC, la energía comercial ingresa primero al circuito de filtrado transitorio, que comúnmente se conoce como circuito EMI. La siguiente figura describe el diagrama de circuito del circuito de filtro transitorio "recomendado" de una fuente de alimentación de PC.
Diagrama de circuito del circuito de filtro transitorio.
¿Por qué deberíamos recalcar que es "recomendable"? Debido a que muchas fuentes de alimentación en el mercado, especialmente las de gama baja, a menudo omiten algunos componentes en la Figura 8. Por lo tanto, puede juzgar la calidad de su suministro de energía verificando si el circuito EMI se ha reducido.
El componente principal del circuito EMI es MOV (varistor de óxido metálico), o varistor (RV1 en la Figura 8), que es responsable de suprimir el pico en el transitorio de la energía comercial. El elemento MOV también se utiliza en supresores de sobretensiones. Sin embargo, muchas fuentes de alimentación de gama baja suelen cortar componentes MOV importantes para ahorrar costes. Para la fuente de alimentación equipada con elementos MOV, no es importante si hay un supresor de sobretensiones o no, porque la fuente de alimentación ya tiene la función de suprimir las sobretensiones.
L1 y L2 en la fig. 8 son bobinas de ferrita; C1 y C2 son condensadores de disco, generalmente de color azul, y estos condensadores suelen denominarse condensadores "Y"; C3 es un condensador de poliéster metalizado, generalmente con una capacidad de 100 nF, 470 nF o 680 nF, también llamado condensador "X"; Algunas fuentes de alimentación están equipadas con dos condensadores X, que están conectados en paralelo a la red eléctrica, como se muestra en la Figura 8 RV1.
El condensador X puede ser cualquier condensador conectado en paralelo a la red eléctrica; Los condensadores Y generalmente se emparejan en pares, que deben conectarse en serie entre el fuego y el cero y el punto medio de los dos condensadores debe conectarse a tierra a través del chasis. Es decir, están conectados en paralelo a la red eléctrica.
El circuito de filtro transitorio no solo puede filtrar la energía comercial, sino también evitar que el ruido generado por el tubo de conmutación interfiera con otros dispositivos electrónicos con la misma energía comercial.
Echemos un vistazo a algunos ejemplos prácticos. Como se muestra en la Figura 9, ¿puedes ver algunas cosas extrañas? ¡Esta fuente de alimentación no tiene circuito de filtro transitorio! Esta es una fuente de alimentación "casera" barata. Tenga en cuenta que mire la marca en la placa de circuito. El circuito de filtro transitorio debería haber estado ahí, pero lo trajo al mercado el desalmado JS.
Esta fuente de alimentación barata y "casera" no tiene un circuito de filtro transitorio.
Como se muestra en la Figura 10, esta es una fuente de alimentación de gama baja con circuito de filtro transitorio, pero como podemos ver, el circuito de filtro transitorio de esta fuente de alimentación omite el importante varistor MOV y solo tiene una bobina de ferrita; Sin embargo, esta fuente de alimentación está equipada con un condensador X adicional.
Circuito EMI de fuente de alimentación de gama baja.
Los circuitos de filtro transitorio se dividen en EMI primario y EMI secundario. La EMI primaria de muchas fuentes de alimentación suele colocarse en una PCB independiente, cerca de la interfaz de red, mientras que la EMI secundaria se coloca en la PCB principal de la fuente de alimentación, como se muestra en las siguientes figuras 11 y 12.EMI Clase I está equipado con un condensador X y un inductor de ferrita.
Mire la EMI secundaria de esta fuente de alimentación. Aquí podemos ver el varistor MOV, aunque su colocación es un poco extraña, detrás de la segunda ferrita. En general hay que decir que el circuito EMI de esta fuente de alimentación es muy completo.
EMI secundaria completa
Vale la pena mencionar que el varistor MOV de la fuente de alimentación anterior es amarillo, pero en realidad la mayoría de los MOV son azul oscuro.
Además, el circuito de filtro transitorio de esta fuente de alimentación está equipado con un fusible (que se muestra como F1 en la Figura 8). Cabe señalar que si descubre que el fusible en el tubo portafusibles se ha fundido, entonces es seguro que uno o algunos componentes dentro de la fuente de alimentación están defectuosos. Es inútil reemplazar el fusible en este momento y probablemente se quemará nuevamente después de encenderlo.
05
Duplicador de voltaje y circuito de rectificación primaria.
● Duplicador de voltaje y circuito de rectificación primaria.
Como se mencionó anteriormente, la fuente de alimentación conmutada incluye principalmente la fuente de alimentación PFC activa y la fuente de alimentación PFC pasiva. Este último no tiene circuito PFC pero está equipado con un duplicador de tensión. El duplicador de voltaje utiliza dos condensadores electrolíticos enormes, es decir, si ve dos condensadores grandes dentro de la fuente de alimentación, básicamente se puede juzgar que este es el duplicador de voltaje de la fuente de alimentación. Como mencionamos anteriormente, el duplicador de voltaje solo es adecuado para áreas con voltaje de 127V.
Un duplicador de voltaje compuesto por dos enormes condensadores electrolíticos.
Bájalo y echa un vistazo.
A un lado del duplicador de tensión se puede ver el puente rectificador. El puente rectificador puede estar compuesto por cuatro diodos o un solo componente, como se muestra en la Figura 15. El puente rectificador de una fuente de alimentación de alta gama suele colocarse sobre un disipador de calor especial.
puente rectificador
En la parte primaria, suele haber un termistor NTC, que puede cambiar el valor de resistencia según el cambio de temperatura. Termistor NTC es la abreviatura de Coeficiente de temperatura negativo. Su función es principalmente la de reconciliar la fuente de alimentación cuando la temperatura es muy baja o muy alta, lo cual es similar al condensador de disco cerámico, normalmente de oliva.
06Circuito activo de pfc
● Circuito PFC activoSin duda, este tipo de circuito sólo se puede ver en la fuente de alimentación equipada con un circuito PFC activo.
La Figura 16 ilustra un circuito PFC típico:
Diagrama del circuito PFC activo
El circuito PFC activo generalmente utiliza dos interruptores MOSFET de potencia. Estos tubos de conmutación generalmente se colocan en el disipador de calor del lado primario. Para facilitar la comprensión, hemos marcado cada tubo de interruptor MOSFET con letras: S significa Fuente, D significa Drenaje y G significa Puerta.
El diodo PFC es un diodo de potencia, que generalmente adopta una tecnología de empaque similar a la del transistor de potencia. Son similares en longitud y también se colocan en el disipador de calor del lado primario, pero el diodo PFC tiene solo dos pines.
La inductancia en el circuito PFC es la mayor inductancia en la fuente de alimentación; El condensador de filtro en el lado primario es el capacitor electrolítico más grande en el lado primario de la fuente de alimentación PFC activa. La resistencia en la fig. 16 es un termistor NTC, que puede cambiar el valor de resistencia con el cambio de temperatura y tiene la misma función que el termistor NTC de EMI secundaria.El circuito de control PFC activo generalmente se basa en un circuito integrado IC y, a veces, este circuito integrado también es responsable de controlar el circuito PWM (utilizado para controlar el cierre del tubo del interruptor). Este tipo de circuito integrado suele denominarse "combo PFC/PWM".
Como de costumbre, mire primero algunos ejemplos. En la Figura 17, podemos ver mejor los componentes después de retirar el disipador de calor en el lado primario. Es el circuito EMI secundario del circuito de filtro transitorio de la izquierda, que se presentó en detalle anteriormente; Mire el lado izquierdo, todos ellos son componentes del circuito PFC activo.
Como retiramos el disipador de calor, el transistor PFC y el diodo PFC no se pueden ver en la imagen. Además, si prestas un poco de atención, puedes ver que hay un condensador X (elemento marrón en la parte inferior del disipador de calor del puente rectificador) entre el puente rectificador y el circuito PFC activo. Por lo general, el termistor oliva, que parece un condensador de disco cerámico, está cubierto de goma.
Componentes activos de PFC
La figura 18 es un elemento en el disipador de calor del lado primario. Esta fuente de alimentación está equipada con dos interruptores MOSFET y diodos de potencia del circuito PFC activo:
Interruptor, diodo de potencia
A continuación, nos centraremos en el tubo del interruptor…
07
tubo de interruptor
● Tubo de conmutaciónEl inversor de conmutación de la fuente de alimentación puede tener muchos modos. Hemos resumido las siguientes situaciones:
| El modo | 开关管数量 | 二极管数量 | 电容数量 | 变压器针脚 |
| 单端正激 | 1 | 1 | 1 | 4 |
| 双管正激 | 2 | 2 | 0 | 2 |
| 半桥 | 2 | 0 | 2 | 2 |
| 全桥 | 4 | 0 | 0 | 2 |
| 推挽 | 2 | 0 | 0 | 3 |
Por supuesto, solo analizamos cuántos componentes se necesitan en un modo determinado. De hecho, los ingenieros se verán restringidos por muchos factores a la hora de considerar qué modo adoptar.
En la actualidad, los dos modos más populares son el diseño directo de dos transistores y el diseño push-pull, los cuales utilizan dos interruptores de luz. Ya hemos presentado estos tubos emisores de luz que están dispuestos en el disipador de calor del lado primario en la página anterior, por lo que no los repetiré aquí.
Aquí están los dibujos de diseño de estos cinco modos:
(Configuración directa de un solo transistor)
(Configuración directa de dos transistores)
(Configuración de medio puente)
(Configuración de puente completo)
(Configuración push-pull)
8,Y un circuito de control PWM de transformador.
● Transformador y circuito de control PWM
Como mencionamos anteriormente, la fuente de alimentación de la PC generalmente está equipada con tres transformadores: el más grande es el transformador principal marcado en las Figuras 3, 4 y 19-23 anteriores. Su lado primario está conectado con el tubo del interruptor y su lado secundario está conectado con el circuito rectificador y el circuito de filtro, que pueden proporcionar una salida de CC de bajo voltaje (+12 V, +5 V, +3.3 V, -12 V, -5 V) de la fuente de poder.
El transformador más pequeño tiene una carga de salida de +5VSB, que normalmente se convierte en un transformador de reserva y siempre está en "estado de espera" porque esta parte de la salida siempre está encendida, incluso cuando la PC está apagada.El tercer transformador es un aislador que conecta el circuito de control PWM con el tubo del interruptor. No todas las fuentes de alimentación estarán equipadas con este transformador, porque algunas fuentes de alimentación suelen estar equipadas con circuitos integrados optoacopladores con la misma función.
transformador
Esta fuente de alimentación utiliza un circuito integrado optoacoplador en lugar de un transformador.
El circuito de control PWM se basa en un circuito integrado. Generalmente, la fuente de alimentación sin PFC activo adoptará el circuito integrado TL494 (el chip integrado DBL494 compatible se adopta en la Figura 26 a continuación). En la fuente de alimentación con circuito PFC activo, a veces se utiliza un chip utilizado para reemplazar el chip PWM y el circuito de control PFC. El chip CM6800 es un buen ejemplo, que puede integrar todas las funciones del chip PWM y el circuito de control PFC.
circuito de control pwm
08Lado secundario (1)
● Lado secundario
Finalmente, se introduce el lado secundario. En el lado secundario, la salida del transformador principal será rectificada y filtrada, y luego se emitirá el voltaje requerido por la PC. La rectificación de -5 V y -12 V sólo se puede realizar con diodos comunes, porque no necesitan alta potencia ni gran corriente.
Sin embargo, las tareas de rectificación de tensiones positivas como +3.3 V, +5 V y +12 V necesitan un puente rectificador Schottky de alta potencia. Este Schottky tiene tres pines, que son similares en apariencia a los diodos de potencia, pero tienen dos diodos de alta potencia integrados en su interior. La estructura del circuito de potencia determina si se puede completar la rectificación del lado secundario. Generalmente, puede haber dos tipos de estructuras de circuitos de rectificación, como se muestra en la Figura 27:
Modo de rectificación
El modo A se utilizará más en fuentes de alimentación de nivel básico de gama baja. Este modo requiere tres pines del transformador. El modo B se utiliza principalmente en fuentes de alimentación de alta gama. Generalmente, este modo solo necesita estar equipado con dos transformadores, pero la inductancia de ferrita debe ser lo suficientemente grande, por lo que este modo cuesta más, que es la razón principal por la que las fuentes de alimentación de gama baja no adoptan este modo.
Además, para las fuentes de alimentación de alta gama, para mejorar la capacidad máxima de salida de corriente, estas fuentes de alimentación a menudo duplican la salida de corriente máxima del circuito rectificador conectando dos diodos en paralelo.
Ya sea que se trate de una fuente de alimentación de gama alta o baja, sus salidas de +12 V y +5 V están equipadas con circuitos rectificadores y circuitos de filtro completos, por lo que todas las fuentes de alimentación necesitan al menos dos conjuntos de circuitos rectificadores como se muestra en la Figura 27. .
Hay tres opciones para elegir para la salida de 3.3 V:
☆ Agregue un regulador de voltaje de 3.3 V en la parte de salida de +5 V, que es adoptado por muchas fuentes de alimentación de gama baja;
☆ Agregue un circuito rectificador completo y un circuito de filtro como se muestra en la Figura 27 para la salida de 3.3 V, pero necesita compartir un transformador con el circuito rectificador de 5 V. Este es un esquema de diseño común de fuente de alimentación de alta gama.
☆ Adopte un circuito rectificador y un circuito de filtro completos e independientes de 3.3 V. Este tipo de esquema es muy raro y solo puede aparecer en algunas fuentes de energía de alto nivel con nivel de fiebre, como el Galaxy 1000W de Annette.
Debido a que la salida de 3.3 V suele ser un circuito rectificador de 5 V totalmente compartido (común en fuentes de alimentación de gama baja) o parcialmente compartido (común en fuentes de alimentación de gama alta), se dice que la salida de 3.3 V a menudo está limitada por una salida de 5 V. Es por eso que muchas fuentes de alimentación deberían denominarse "salida combinada de 3.3 V y 5 V" en la placa de identificación.La Figura 28 a continuación muestra el lado secundario de una fuente de alimentación de gama baja. Aquí podemos ver el circuito integrado encargado de generar señales PG. Generalmente, el circuito integrado LM339 se utiliza para fuentes de alimentación de gama baja.
lado secundario
Además, también podemos ver algunos condensadores electrolíticos (el tamaño de estos condensadores es mucho más pequeño que el del duplicador de voltaje o el circuito PFC activo) e inductores, que son los principales responsables de la función de filtrado.
Para observar esta fuente de alimentación con mayor claridad, hemos eliminado todos los cables volantes y las bobinas de filtro de la fuente de alimentación, como se muestra en la Figura 29. Aquí podemos ver unos diodos pequeños, que se utilizan principalmente para la rectificación de -12 V y –5 V, y la corriente que pasa por ellos es muy pequeña (esta fuente de alimentación sólo necesita 0.5 A). La corriente de salida de otros voltajes debe ser de al menos 1 A, lo que requiere que el diodo de potencia sea responsable de la rectificación.
Diodos rectificadores para circuitos de voltaje negativo de –12 V y –5 V
10. Lado secundario (II)
● Lado secundario
(2)La siguiente figura muestra los componentes del disipador de calor del lado secundario de una fuente de alimentación de gama baja:
Componentes del disipador de calor secundarioDe izquierda a derecha:
☆ Chip IC del regulador de voltaje: aunque tiene tres pines y se parece mucho a un triodo, es un chip IC. Esta fuente de alimentación utiliza un regulador de voltaje 7805 (regulador de voltaje de 5 V), que es responsable de la estabilización de voltaje de +5 VSB. Como mencionamos antes, el +5VSB adopta un circuito de salida independiente, porque aún necesita proporcionar una salida de +5 V al +5VSB incluso cuando la PC está apagada. Es por eso que la salida +5VSB también se conoce comúnmente como "salida en espera". El 805IC puede proporcionar una salida de corriente máxima de 1A.
☆ Transistor MOSFET de potencia, principal responsable de la salida de 3.3 V. El modelo MOSFET de esta fuente de alimentación es PHP45N03LT, que puede permitir el paso de una corriente máxima de 45A. Como mencionamos en la página anterior, solo la fuente de alimentación de gama baja adoptará el regulador de 3.3 V compartido con 5 V.
☆ Rectificador Schottky de potencia, que se forma integrando dos diodos. El modelo Schottky de esta fuente de alimentación es STPR1620CT, y cada diodo de esta fuente de alimentación puede permitir una corriente máxima de 8A (16A en total). Este tipo de rectificador Schottky de potencia se utiliza generalmente para salida de 12 V.
☆ Otro rectificador Schottky de potencia. El modelo de esta fuente de alimentación es E83-004 y la corriente máxima permitida es 60A. Este rectificador de potencia se utiliza a menudo para salidas de +5 V y +3.3 V. Debido a que las salidas de +5 V y +3.3 V utilizan el mismo rectificador, la suma de ellas no puede exceder el límite de corriente del rectificador. Esto es lo que a menudo llamamos el concepto de producción conjunta. En otras palabras, la salida de 3.3 V proviene de la salida de 5 V. A diferencia de otras salidas, el transformador no tiene salida de 3.3V. Este diseño se utiliza a menudo para fuentes de alimentación de gama baja. Generalmente, en la fuente de alimentación de gama alta se utilizan salidas independientes de +3.3 V y +5 V.
Echemos un vistazo a los componentes principales del lado secundario de la fuente de alimentación de alta gama:
Componentes del lado secundario de la fuente de alimentación de alta gama.
Componentes del lado secundario de la fuente de alimentación de alta gama.
Aquí podemos ver:
Dos rectificadores Schottky en paralelo para salida de 12V. Las fuentes de alimentación de gama baja suelen tener un solo rectificador de este tipo. Este diseño, naturalmente, duplica la salida de corriente máxima del rectificador. Esta fuente de alimentación utiliza dos rectificadores Schottky STPS6045CW, cada uno de los cuales puede ejecutar una corriente máxima de 60 A.
☆ Un rectificador Schottky responsable de la salida de 5V. Esta fuente de alimentación adopta un rectificador STPS60L30CW, que puede permitir el paso de una corriente máxima de 60 A.
☆ Un rectificador Schottky responsable de la salida de 3.3 V, que es la principal diferencia entre la fuente de alimentación de gama alta y la fuente de alimentación de gama baja (la fuente de alimentación de gama baja a menudo no tiene una salida de 3.3 V separada). Esta fuente de alimentación adopta STPS30L30CT Schottky, que puede permitir el paso de una corriente máxima de 30 A.
☆ Un regulador de voltaje de un circuito de protección de energía. Este también es un símbolo del suministro de energía de alta gama.
El punto principal es que la salida de corriente máxima mencionada anteriormente es sólo relativa a un único componente. La salida de corriente máxima de una fuente de alimentación en realidad depende de la calidad de muchos componentes conectados a ella, como la inductancia de la bobina, el transformador, el grosor del cable, el ancho de la PCB, etc. Podemos obtener la potencia máxima teórica de la fuente de alimentación multiplicando la corriente máxima del rectificador por el voltaje de salida. Por ejemplo, la potencia máxima de salida de 12 V de la fuente de alimentación en la última figura debe ser 16 A*12 V = 192 W.
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