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Analyse super détaillée des connaissances en matière d'alimentation à découpage, super organisée !
2022-03-17 1107


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Que savez-vous de l'alimentation d'un PC ?

Les alimentations utilisées par les ordinateurs personnels sont toutes basées sur une technologie appelée « mode de commutation », c'est pourquoi nous appelons souvent les alimentations pour PC personnels-alimentations à découpage (SMPS), et elles ont également un surnom de convertisseur DC-DC. Cet article expliquera le mode de fonctionnement et le principe de l'alimentation à découpage, l'introduction des composants internes de l'alimentation à découpage et les fonctions de ces composants.

● Que savez-vous de l'alimentation linéaire ?

Il existe actuellement deux types d’alimentation : l’alimentation linéaire et l’alimentation à découpage. Le principe de fonctionnement de l'alimentation linéaire consiste à convertir d'abord l'alimentation commerciale de 127 V ou 220 V en énergie basse tension, telle que 12 V, via un transformateur, et la basse tension convertie est toujours du courant alternatif alternatif ;
Ensuite, il est redressé et redressé par une série de diodes, et le courant alternatif basse tension est converti en tension pulsée (avec « 3 » sur les figures 1 et 2) ;L'étape suivante consiste à filtrer la tension pulsée à travers le condensateur, puis à convertir le courant alternatif basse tension filtré en courant continu continu (avec « 4 » sur les figures 1 et 2) ; À ce stade, le courant continu basse tension obtenu n'est pas encore suffisamment pur et il y aura des fluctuations (ce type de fluctuation de tension est ce que nous appelons souvent ondulation), il est donc nécessaire de le corriger avec une diode Zener ou un circuit redresseur de tension. Enfin, nous pouvons obtenir une sortie DC DC pure basse tension (avec « 5 » sur les figures 1 et 2).


Figure 1 : Schéma de conception d'une alimentation linéaire standard

Figure 2 : Forme d'onde de l'alimentation linéaire


Bien que l'alimentation linéaire soit très adaptée pour alimenter des appareils à faible consommation, tels que les téléphones sans fil, PlayStation/Wii/Xbox et autres consoles de jeux, pour les appareils à haute puissance, l'alimentation linéaire sera inadéquate.

Pour une alimentation linéaire, la taille de sa capacité interne et de son transformateur est inversement proportionnelle à la fréquence du secteur CA : c'est-à-dire que si la fréquence du secteur d'entrée est inférieure, une capacité et un transformateur plus grands sont nécessaires pour l'alimentation linéaire, et vice versa. À l'heure actuelle, on utilise toujours un secteur CA avec une fréquence de 60 Hz (50 Hz dans certains pays), ce qui est une fréquence relativement basse, de sorte que la taille de son transformateur et de son condensateur est souvent relativement grande. De plus, plus la surtension du secteur CA est importante, plus le transformateur de l'alimentation linéaire est gros.

Par conséquent, pour le domaine des PC personnels, fabriquer une alimentation linéaire sera une démarche folle, car son volume sera très important et son poids très lourd. Par conséquent, les utilisateurs de PC personnels ne sont pas adaptés au partage d’une alimentation linéaire.

● Que savez-vous de l'alimentation à découpage ?

L'alimentation à découpage peut bien résoudre ce problème grâce au mode de commutation haute fréquence. Pour l'alimentation à découpage haute fréquence, la tension d'entrée CA peut être augmentée avant d'entrer dans le transformateur (généralement 50-60 KHz avant l'amplification).Avec l'augmentation de la tension d'entrée, la taille des composants tels que les transformateurs et les condensateurs n'a pas besoin d'être aussi grande qu'une alimentation linéaire.

Cette alimentation à découpage haute fréquence est exactement ce dont notre PC personnel et nos équipements comme le magnétoscope ont besoin.Il convient de noter que ce que nous appelons souvent « alimentation à découpage » est en fait l'abréviation de « alimentation à découpage haute fréquence », qui n'a rien à voir avec la mise hors tension et la mise sous tension de l'alimentation elle-même.En fait, l'alimentation du PC de l'utilisateur final adopte un schéma plus optimisé : système en boucle fermée - le circuit chargé de contrôler le tube de commutation, d'obtenir le signal de retour de la sortie de l'alimentation, puis d'augmenter ou de diminuer la fréquence de la tension dans une certaine période en fonction de la consommation électrique du PC afin de s'adapter au transformateur de l'alimentation (cette méthode est appelée PWM, Pulse width Modulation, modulation de largeur d'impulsion).Par conséquent, l'alimentation à découpage peut être auto-ajustée en fonction de la consommation électrique de l'équipement consommateur d'énergie connecté, de sorte que le transformateur et les autres composants puissent consommer moins d'énergie et réduire le pouvoir calorifique.

D'un autre côté, le concept de conception de l'alimentation linéaire est que la puissance est primordiale, même si le circuit de charge ne nécessite pas un courant important. La conséquence est que tous les composants fonctionnent à pleine charge même lorsque cela n'est pas nécessaire, ce qui entraîne une chaleur beaucoup plus élevée.


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Regardez l'image : illustrez l'alimentation à découpage.

Les figures 3 et 4 suivantes décrivent le mécanisme de rétroaction PWM de l'alimentation à découpage. La figure 3 représente une alimentation électrique à faible coût sans circuit PFC (correction du facteur de puissance), et la figure. 4 représente une alimentation de milieu à haut de gamme avec une conception PFC active.


Figure 4 : Alimentation avec circuit PFC

En comparant la figure 3 avec la figure 4, on peut voir la différence entre elles : l'une possède un circuit PFC actif et l'autre non. Le premier n’a pas de convertisseur 110/220 V ni de circuit de doublement de tension. Ce qui suit se concentrera sur l’explication de l’alimentation PFC active.Afin que les lecteurs puissent mieux comprendre le principe de fonctionnement de l'alimentation, ce qui précède est un schéma très basique, qui n'inclut pas d'autres circuits supplémentaires, tels que la protection contre les courts-circuits, le circuit de veille et le générateur de signal PG. Bien entendu, si vous souhaitez connaître un schéma plus détaillé, veuillez consulter la figure 5. Ce n'est pas grave si vous ne pouvez pas le comprendre, car cette image est à l'origine destinée aux concepteurs de puissance professionnels.

Figure 5 : Schéma de conception typique d'une alimentation ATX bas de gamme (l'image n'est peut-être pas claire, je vous suggère donc de la faire glisser pour y jeter un œil)

Vous vous demandez peut-être pourquoi n'y a-t-il pas de circuit de redressement de tension dans le schéma de conception de la figure 5 ? En fait, le circuit PWM a déjà assumé le travail de redressement de la tension. La tension d'entrée sera à nouveau corrigée avant de passer à travers le tube de commutation, et la tension entrant dans le transformateur deviendra une onde carrée. Par conséquent, la forme d’onde de la sortie du transformateur est également une onde carrée et non sinusoïdale. À ce stade, la forme d'onde est carrée, de sorte que la tension peut être facilement convertie en tension continue par le transformateur.

C'est-à-dire qu'une fois la tension recalibrée par le transformateur, la tension de sortie est devenue une tension continue continue. C'est pourquoi l'alimentation à découpage est souvent appelée convertisseur DC-DC.La boucle du circuit de contrôle PWM est responsable de toutes les fonctions de régulation requises. Si la tension de sortie est erronée, le circuit de contrôle PWM modifiera le signal de contrôle du cycle de service pour s'adapter au transformateur et corrigera enfin la tension de sortie. Cela se produit souvent lorsque la consommation électrique du PC augmente et que la tension de sortie a tendance à diminuer, ou lorsque la consommation électrique du PC diminue, la tension de sortie a tendance à augmenter.En regardant la page suivante, il nous est nécessaire de connaître les informations suivantes :

★ Tous les circuits et modules avant le transformateur sont appelés « côté primaire », et tous les circuits et modules après le transformateur sont appelés « côté secondaire » ;

★ L'alimentation conçue avec PFC actif ne dispose pas de convertisseur 110 V/ 220 V ni de doubleur de tension ;★ Pour l'alimentation sans circuit PFC, si 110 V/220 V est réglé sur 110 V, avant que le courant n'entre dans le pont redresseur, l'alimentation elle-même utilisera le doubleur de tension pour augmenter 110 V à environ 220 V ;

★ Le tube de commutation de l'alimentation du PC se compose d'une paire de tubes MOSFET de puissance, bien sûr, il existe d'autres combinaisons, que nous expliquerons en détail plus tard ;

★ La forme d'onde requise du transformateur est une onde carrée, donc la forme d'onde de tension après avoir traversé le transformateur est une onde carrée et non sinusoïdale ;

★ Le courant de contrôle PWM est souvent un circuit intégré, généralement isolé du côté primaire par un petit transformateur, mais parfois il peut être isolé du côté primaire par une puce de couplage (une petite puce IC avec LED et phototransistor) ;

★Le circuit de commande PWM contrôle la fermeture du tube de commutation de l'alimentation en fonction de la charge de sortie de l'alimentation. Si la tension de sortie est trop élevée ou trop basse, le circuit de contrôle PWM modifiera la forme d'onde de tension pour s'adapter au tube de commutation, de manière à atteindre l'objectif de corriger la tension de sortie positive ;

Sur la page suivante, nous étudierons chaque module et circuit de l'alimentation à travers des images, et vous indiquerons visuellement où les trouver dans l'alimentation à travers des images physiques.


03
Regardez la photo : révélant l'intérieur de l'alimentationLorsque vous allumez une alimentation pour la première fois (assurez-vous que le cordon d'alimentation n'est pas connecté au secteur, sinon il sera électrifié), vous pourriez être dérouté par ces étranges composants à l'intérieur, mais il y a deux choses que vous devez savoir : le ventilateur de puissance et le dissipateur thermique.Alimentation à découpage intérieureMais il devrait vous être facile de savoir quels composants de l’alimentation appartiennent au côté primaire et lesquels appartiennent au côté secondaire.

De manière générale, si vous voyez un (alimentation avec circuit PFC actif) ou deux (alimentation sans circuit PFC) grands condensateurs de filtrage, ce côté est le côté primaire.Généralement, trois transformateurs sont disposés entre les deux dissipateurs thermiques de l'alimentation. Par exemple, comme le montre la figure 7, le transformateur principal est le plus gros ; Celui de "taille" moyenne est souvent responsable de la sortie de +5VSB, tandis que le plus petit est généralement utilisé pour le circuit de contrôle PWM, qui est principalement utilisé pour isoler le côté primaire et le côté secondaire (c'est pourquoi l'étiquette "isolateur" est fixé aux transformateurs des figures 3 et 4 ci-dessus). Certaines alimentations n'utilisent pas de transformateurs comme « isolateurs », mais utilisent un ou plusieurs optocoupleurs (qui ressemblent à des puces intégrées IC).

C'est-à-dire que l'alimentation électrique avec ce schéma de conception ne comporte que deux transformateurs : le transformateur principal et le transformateur auxiliaire.
Il y a généralement deux dissipateurs thermiques dans l'alimentation électrique, l'un appartient au côté primaire et l'autre au côté secondaire. S'il s'agit d'une alimentation PFC active, elle se trouve sur le dissipateur thermique du côté primaire et vous pouvez voir le tube de commutation, le transistor PFC et la diode. Ceci n'est pas absolu, car certains fabricants peuvent choisir d'installer les composants PFC actifs sur des dissipateurs thermiques séparés, auquel cas il y aura deux dissipateurs thermiques du côté primaire.Sur le dissipateur thermique du côté secondaire, vous trouverez quelques redresseurs.

Elles ressemblent un peu à des triodes, mais en fait, elles sont toutes constituées de deux diodes de puissance.
À côté du dissipateur thermique du côté secondaire, vous verrez également de nombreux condensateurs et inductances, qui forment ensemble un module de filtre basse tension. Trouvez-les et vous trouverez le côté secondaire.Le moyen le plus simple de distinguer le côté primaire du côté secondaire est de suivre la ligne d'alimentation. D'une manière générale, la ligne de sortie est souvent connectée au côté secondaire, tandis que la ligne d'entrée est connectée au côté primaire (la ligne d'entrée connectée au secteur). Comme le montre la figure 7.


Distinguer le côté primaire du côté secondaire.

Ci-dessus, nous avons présenté grossièrement chaque module à l'intérieur d'une alimentation d'un point de vue macro. Affinons-le et tournons le sujet vers les composants de chaque module d'alimentation...

04
Analyse du circuit de filtre transitoire

Après avoir été connectée à l'alimentation à découpage du PC, l'alimentation commerciale entre d'abord dans le circuit de filtrage des transitoires, communément appelé circuit EMI. La figure suivante décrit le schéma de circuit du circuit de filtre transitoire « recommandé » d'une alimentation PC.


Schéma de circuit du circuit de filtre transitoire

Pourquoi faut-il souligner qu'il est « recommandé » ? Parce que de nombreuses alimentations sur le marché, en particulier les alimentations bas de gamme, omettent souvent certains composants dans la figure 8. Vous pouvez donc juger de la qualité de votre alimentation en vérifiant si le circuit EMI a rétréci.

Le composant principal du circuit EMI est le MOV (Metal Oxide Varistor), ou varistance (RV1 sur la figure 8), qui est responsable de la suppression du pic du transitoire de l'alimentation commerciale. L'élément MOV est également utilisé dans les limiteurs de surtension. Cependant, de nombreuses alimentations bas de gamme coupent souvent des composants MOV importants afin de réduire les coûts. Pour l'alimentation équipée d'éléments MOV, il n'est pas important qu'il y ait ou non un suppresseur de surtension, car l'alimentation a déjà pour fonction de supprimer les surtensions.

L1 et L2 sur la fig. 8 sont des bobines de ferrite ; C1 et C2 sont des condensateurs à disque, généralement bleus, et ces condensateurs sont généralement appelés condensateurs « Y » ; C3 est un condensateur en polyester métallisé, généralement d'une capacité de 100 nF, 470 nF ou 680 nF, également appelé condensateur « X » ; Certaines alimentations sont équipées de deux condensateurs X, connectés en parallèle avec le secteur, comme le montre la figure 8 RV1.

Le condensateur X peut être n'importe quel condensateur connecté en parallèle avec le secteur ; Les condensateurs Y sont généralement appariés par paires, qui doivent être connectés en série entre le feu et zéro et le point médian des deux condensateurs doit être mis à la terre via le châssis. C’est-à-dire qu’ils sont connectés en parallèle au secteur.

Le circuit de filtre transitoire peut non seulement filtrer la puissance commerciale, mais également empêcher le bruit généré par le tube de commutation d'interférer avec d'autres appareils électroniques sur la même puissance commerciale.

Jetons un coup d'œil à quelques exemples pratiques. Comme le montre la figure 9, pouvez-vous voir des choses étranges ? Cette alimentation n'a pas de circuit de filtre transitoire ! Il s'agit d'une alimentation "chalet" bon marché. Veuillez noter, regardez la marque sur le circuit imprimé. Le circuit de filtre transitoire aurait dû être là, mais il a été introduit sur le marché par le sans cœur JS.

Cette alimentation « cottage » bon marché n'a pas de circuit de filtre transitoire.

Comme le montre la figure 10, il s'agit d'une alimentation bas de gamme avec circuit de filtre transitoire, mais comme nous pouvons le voir, le circuit de filtre transitoire de cette alimentation omet l'importante varistance MOV et n'a qu'une bobine de ferrite ; Cependant, cette alimentation est équipée d'un condensateur X supplémentaire.


Circuit EMI d'alimentation bas de gamme

Les circuits de filtrage transitoire sont divisés en EMI primaire et EMI secondaire. L'EMI primaire de nombreuses alimentations est souvent placé sur un PCB indépendant, à proximité de l'interface secteur, tandis que l'EMI secondaire est placé sur le PCB principal de l'alimentation, comme le montrent les figures 11 et 12 suivantes.L'EMI de classe I est équipé d'un condensateur X et d'une inductance en ferrite.

Regardez l'EMI secondaire de cette alimentation. Ici, nous pouvons voir la varistance MOV, bien que son placement soit un peu étrange, derrière la deuxième ferrite. Dans l'ensemble, il faut dire que le circuit EMI de cette alimentation est très complet.


EMI secondaire complet

Il convient de mentionner que la varistance MOV de l'alimentation ci-dessus est jaune, mais en fait la plupart des MOV sont bleu foncé.

De plus, le circuit de filtre transitoire de cette alimentation est équipé d'un fusible (représenté par F1 sur la figure 8). Il convient de noter que si vous constatez que le fusible dans le tube à fusible a grillé, il est alors certain qu'un ou plusieurs composants à l'intérieur de l'alimentation sont défectueux. Il est inutile de remplacer le fusible pour le moment, et il sera probablement à nouveau grillé une fois que vous l'aurez allumé.

05

Doubleur de tension et circuit de redressement primaire



● Doubleur de tension et circuit de redressement primaire

Comme mentionné ci-dessus, l'alimentation à découpage comprend principalement l'alimentation PFC active et l'alimentation PFC passive. Ce dernier ne possède pas de circuit PFC mais est équipé d'un doubleur de tension. Le doubleur de tension utilise deux énormes condensateurs électrolytiques, c'est-à-dire que si vous voyez deux gros condensateurs à l'intérieur de l'alimentation, on peut essentiellement juger qu'il s'agit du doubleur de tension de l'alimentation. Comme nous l'avons mentionné précédemment, le doubleur de tension ne convient qu'aux zones avec une tension de 127 V.


Un doubleur de tension composé de deux énormes condensateurs électrolytiques

Retirez-le et jetez un oeil

Le pont redresseur est visible d'un côté du doubleur de tension. Le pont redresseur peut être composé de quatre diodes ou d'un seul composant, comme illustré sur la figure 15. Le pont redresseur d’une alimentation haut de gamme est généralement placé sur un dissipateur thermique spécial.


pont redresseur

Dans la partie primaire, il y a généralement une thermistance NTC, qui peut modifier la valeur de la résistance en fonction du changement de température. La thermistance NTC est l'abréviation de Coefficient de température négatif. Sa fonction est principalement de réadapter l'alimentation lorsque la température est très basse ou très élevée, ce qui est similaire au condensateur à disque céramique, généralement olive.

06Circuit PFC actif

● Circuit PFC actifSans aucun doute, ce type de circuit n’est visible que dans l’alimentation équipée d’un circuit PFC actif.

La figure 16 illustre un circuit PFC typique :

Schéma de circuit PFC actif

Le circuit PFC actif utilise généralement deux commutateurs MOSFET de puissance. Ces tubes interrupteurs sont généralement placés sur le dissipateur thermique du côté primaire. Pour une compréhension facile, nous avons marqué chaque tube de commutation MOSFET avec des lettres : S signifie Source, D signifie Drain et G signifie Gate.

La diode PFC est une diode de puissance dont la technologie de conditionnement est généralement similaire à celle d'un transistor de puissance. De longueur similaire, elles sont également placées sur le dissipateur thermique côté primaire, mais la diode PFC ne possède que deux broches.

L'inductance du circuit PFC est la plus grande inductance de l'alimentation électrique ; Le condensateur de filtrage du côté primaire est le plus grand condensateur électrolytique du côté primaire de l'alimentation PFC active. La résistance de la fig. 16 est une thermistance NTC, qui peut changer la valeur de résistance avec le changement de température, et a la même fonction que la thermistance NTC de l'EMI secondaire.Le circuit de contrôle PFC actif est généralement basé sur un circuit intégré IC, et parfois ce circuit intégré est également responsable du contrôle du circuit PWM (utilisé pour contrôler la fermeture du tube interrupteur). Ce type de circuit intégré est habituellement appelé « combo PFC/PWM ».

Comme d'habitude, regardez d'abord quelques exemples. Sur la figure 17, nous pouvons mieux voir les composants après avoir retiré le dissipateur thermique du côté primaire. Il s'agit du circuit EMI secondaire du circuit de filtre transitoire de gauche, qui a été présenté en détail ci-dessus ; Regardez sur le côté gauche, tous sont des composants du circuit PFC actif.

Étant donné que nous avons retiré le dissipateur thermique, le transistor PFC et la diode PFC ne sont pas visibles sur l'image. De plus, si vous faites un peu attention, vous remarquerez qu'il y a un condensateur X (élément marron en bas du dissipateur thermique du pont redresseur) entre le pont redresseur et le circuit PFC actif. Habituellement, la thermistance olive, qui ressemble à un condensateur à disque en céramique, est recouverte de caoutchouc.


Composants PFC actifs

La figure 18 est un élément sur le dissipateur thermique côté primaire. Cette alimentation est équipée de deux commutateurs MOSFET et de diodes de puissance du circuit PFC actif :

Interrupteur, diode de puissance

Ensuite, nous nous concentrerons sur le tube interrupteur…

07
tube de commutation

● Tube de commutationL'onduleur à découpage de l'alimentation électrique peut avoir de nombreux modes. Nous avons résumé les situations suivantes :


Mode 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


Bien entendu, nous analysons uniquement le nombre de composants nécessaires dans un certain mode. En fait, les ingénieurs seront limités par de nombreux facteurs lorsqu’ils détermineront le mode à adopter.

À l'heure actuelle, les deux modes les plus populaires sont la conception avant à deux transistors et la conception push-pull, qui utilisent tous deux deux interrupteurs d'éclairage. Nous avons déjà présenté ces tubes électroluminescents qui sont disposés sur le dissipateur thermique côté primaire à la page précédente, je ne les répéterai donc pas ici.

Voici les dessins de conception de ces cinq modes :


(Configuration avant à un seul transistor)


(Configuration avant à deux transistors)


(Configuration demi-pont)


(Configuration du pont complet)


(Configuration push-pull)


8,Et un circuit de contrôle PWM du transformateur.

● Transformateur et circuit de contrôle PWM

Comme nous l'avons mentionné précédemment, l'alimentation d'un PC est généralement équipée de trois transformateurs : le plus gros est le transformateur principal indiqué dans les figures 3, 4 et 19 à 23 précédentes. Son côté primaire est connecté au tube de commutation et son côté secondaire est connecté au circuit redresseur et au circuit filtrant, qui peuvent fournir une sortie CC basse tension (+12 V, +5 V, +3.3 V, -12 V, -5 V) de l’alimentation.

Le plus petit transformateur a une charge de sortie +5VSB, qui devient généralement un transformateur de secours, et est toujours en "état de veille" car cette partie de la sortie est toujours allumée, même lorsque l'alimentation du PC est coupée.Le troisième transformateur est un isolateur qui relie le circuit de commande PWM au tube interrupteur. Toutes les alimentations ne seront pas équipées de ce transformateur, car certaines alimentations sont souvent équipées de circuits intégrés optocoupleurs ayant la même fonction.

transformateur

Cette alimentation utilise un circuit intégré optocoupleur au lieu d'un transformateur.

Le circuit de contrôle PWM est basé sur un circuit intégré. Généralement, l'alimentation sans PFC actif adoptera le circuit intégré TL494 (la puce intégrée DBL494 compatible est adoptée dans la figure 26 ci-dessous). Dans l'alimentation avec circuit PFC actif, une puce utilisée pour remplacer la puce PWM et le circuit de contrôle PFC est parfois utilisée. La puce CM6800 est un bon exemple, qui peut intégrer toutes les fonctions de la puce PWM et du circuit de contrôle PFC.


Circuit de contrôle PWM

08Côté secondaire (1)

● Côté secondaire

Enfin, le côté secondaire est introduit. Du côté secondaire, la sortie du transformateur principal sera redressée et filtrée, puis la tension requise par le PC sera émise. La rectification de -5 V et -12 V ne peut être effectuée qu'avec des diodes ordinaires, car elles n'ont pas besoin d'une puissance élevée ni d'un courant important.

Cependant, les tâches de redressement de tensions positives telles que +3.3 V, +5 V et +12 V nécessitent un pont redresseur Schottky haute puissance. Ce Schottky possède trois broches, qui ressemblent en apparence à des diodes de puissance, mais elles ont deux diodes de haute puissance intégrées à l'intérieur. La possibilité de réaliser le redressement du côté secondaire est déterminée par la structure du circuit de puissance. Généralement, il peut y avoir deux types de structures de circuits de redressement, comme le montre la figure 27 :


Mode de rectification

Le mode A sera davantage utilisé dans les alimentations d’entrée de gamme bas de gamme. Ce mode nécessite trois broches du transformateur. Le mode B est principalement utilisé dans les alimentations haut de gamme. Généralement, ce mode ne doit être équipé que de deux transformateurs, mais l'inductance en ferrite doit être suffisamment grande, donc ce mode coûte plus cher, ce qui est la principale raison pour laquelle l'alimentation bas de gamme n'adopte pas ce mode.

De plus, pour les alimentations haut de gamme, afin d'améliorer la capacité de sortie de courant maximale, ces alimentations doublent souvent la sortie de courant maximale du circuit redresseur en connectant deux diodes en parallèle.

Qu'il s'agisse d'une alimentation haut de gamme ou bas de gamme, ses sorties +12 V et +5 V sont équipées de circuits redresseurs complets et de circuits de filtrage, de sorte que toutes les alimentations nécessitent au moins deux jeux de circuits redresseurs, comme le montre la figure 27. .

Vous avez le choix entre trois options pour la sortie 3.3 V :

☆ Ajoutez un régulateur de tension de 3.3 V dans la partie de sortie +5 V, qui est adopté par de nombreuses alimentations bas de gamme ;

☆ Ajoutez un circuit redresseur complet et un circuit de filtrage comme indiqué sur la figure 27 pour la sortie 3.3 V, mais il doit partager un transformateur avec le circuit redresseur 5 V. Il s'agit d'un schéma de conception courant d'alimentation haut de gamme.

☆ Adoptez un circuit redresseur et un circuit de filtre complets et indépendants de 3.3 V. Ce type de schéma est très rare et ne peut apparaître que dans quelques sources d'alimentation de haut niveau avec un niveau de fièvre, comme le Galaxy 1000W d'Annette.

Étant donné que la sortie 3.3 V est généralement un circuit redresseur 5 V entièrement partagé (commun dans les alimentations bas de gamme) ou partiellement partagé (commun dans les alimentations haut de gamme), on dit que la sortie 3.3 V est souvent limitée par la sortie 5 V. C'est pourquoi de nombreuses alimentations doivent être nommées « sortie combinée 3.3 V et 5 V » sur la plaque signalétique.La figure 28 ci-dessous montre le côté secondaire d'une alimentation bas de gamme. Ici, nous pouvons voir le circuit intégré chargé de générer les signaux PG. Généralement, le circuit intégré LM339 est utilisé pour l'alimentation bas de gamme.

côté secondaire

De plus, nous pouvons également voir des condensateurs électrolytiques (la taille de ces condensateurs est beaucoup plus petite que celle du doubleur de tension ou du circuit PFC actif) et des inductances, qui sont principalement responsables de la fonction de filtrage.

Afin d'observer cette alimentation plus clairement, nous avons retiré tous les fils volants et les bobines de filtre de l'alimentation, comme le montre la figure 29. Ici, nous pouvons voir quelques petites diodes, qui sont principalement utilisées pour la rectification de -12 V et -5 V, et le courant qui les traverse est très faible (cette alimentation n'a besoin que de 0.5 A). Le courant de sortie des autres tensions doit être d'au moins 1 A, ce qui nécessite que la diode de puissance soit responsable du redressement.


Diodes de redressement pour circuits à tension négative de 12 V et 5 V

10. Côté secondaire (II)

● Côté secondaire
(2)
La figure suivante illustre les composants du dissipateur thermique côté secondaire de l'alimentation bas de gamme :

Composants sur le dissipateur thermique secondaireDe gauche à droite:

☆ Puce IC du régulateur de tension - bien qu'elle ait trois broches et ressemble beaucoup à une triode, il s'agit d'une puce IC. Cette alimentation utilise un régulateur de tension 7805 (régulateur de tension 5 V), qui est responsable de la stabilisation de tension de +5 VSB. Comme nous l'avons mentionné précédemment, le +5VSB adopte un circuit de sortie indépendant, car il doit toujours fournir une sortie +5 V au +5VSB même lorsque le PC est éteint. C'est pourquoi la sortie +5VSB est aussi communément appelée « sortie de veille ». Le 805IC peut fournir une sortie de courant maximale de 1A.

☆ Transistor MOSFET de puissance, principalement responsable de la sortie 3.3 V. Le modèle MOSFET de cette alimentation est le PHP45N03LT, qui peut laisser passer un courant maximum de 45A. Comme nous l'évoquions page précédente, seule l'alimentation bas de gamme adoptera le régulateur 3.3V partagé avec le 5V.

☆ Redresseur Schottky de puissance, qui est formé en intégrant deux diodes. Le modèle Schottky de cette alimentation est le STPR1620CT, et chaque diode de cette alimentation peut autoriser un courant maximum de 8A (16A au total). Ce type de redresseur Schottky de puissance est généralement utilisé pour une sortie 12 V.

☆ Un autre redresseur Schottky de puissance. Le modèle de cette alimentation est E83-004 et le courant maximum autorisé est de 60A. Ce redresseur de puissance est souvent utilisé pour les sorties +5 V et +3.3 V. Étant donné que les sorties +5 V et +3.3 V utilisent le même redresseur, leur somme ne peut pas dépasser la limite de courant du redresseur. C’est ce que nous appelons souvent le concept de production conjointe. En d’autres termes, la sortie 3.3 V provient de la sortie 5 V. Contrairement aux autres sorties, le transformateur n'a pas de sortie 3.3 V. Cette conception est souvent utilisée pour les alimentations bas de gamme. Généralement, des sorties indépendantes +3.3 V et +5 V sont utilisées dans l'alimentation haut de gamme.

Jetons un coup d'œil aux principaux composants du côté secondaire de l'alimentation haut de gamme :

Composants du côté secondaire de l'alimentation haut de gamme

Composants du côté secondaire de l'alimentation haut de gamme


Ici, nous pouvons voir :

Deux redresseurs Schottky parallèles pour une sortie 12 V. Les alimentations bas de gamme ne disposent souvent que d’un seul redresseur. Cette conception double naturellement le courant de sortie maximum du redresseur. Cette alimentation utilise deux redresseurs Schottky STPS6045CW, chacun pouvant exécuter un courant maximum de 60 A.

☆ Un redresseur Schottky responsable de la sortie 5V. Cette alimentation adopte un redresseur STPS60L30CW, qui peut laisser passer un courant maximum de 60A.

☆ Un redresseur Schottky responsable de la sortie 3.3 V, qui constitue la principale différence entre une alimentation haut de gamme et une alimentation bas de gamme (l'alimentation bas de gamme n'a souvent pas de sortie 3.3 V séparée). Cette alimentation adopte STPS30L30CT Schottky, qui peut laisser passer un courant maximum de 30A.

☆ Un régulateur de tension d'un circuit de protection de puissance. C'est également un symbole d'alimentation haut de gamme.

Le point principal est que le courant de sortie maximal mentionné ci-dessus ne concerne qu'un seul composant. Le courant de sortie maximal d'une alimentation dépend en réalité de la qualité de nombreux composants qui y sont connectés, tels que l'inductance de la bobine, le transformateur, l'épaisseur du fil, la largeur du PCB, etc. Nous pouvons obtenir la puissance maximale théorique de l'alimentation en multipliant le courant maximal du redresseur et la tension de sortie. Par exemple, la puissance maximale de sortie 12 V de l'alimentation dans le dernier chiffre doit être de 16 A x 12 V = 192 W.



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