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保护电路

 昵称380475 2012-02-14
   一些电源具有四重保护电路,即过流、过压、过载和短路保护。
  1、输入端过压保护
  电源的高压滤波电路边上,有两个蓝色的压敏电阻,其耐压值为270V,当市电电压超过270V时,压敏电阻就会被击穿,从而保护电源其它电路以及电脑配件的安全。
相关图片如下:
 
   2、输入端过流保护
  第二道EMI滤波电容旁边,会有一根保险丝,当瞬间电流非常大时,保险丝就会熔断,从而保护电源和电脑。
相关图片如下:
 
   3、输出端过流保护
  过电流会损伤电源和配件。在下图中,有两根导线连接了控制电路部分和驱动变压器,当控制电路监测到输出端有过大的电流时,通过导线反馈到驱动变压器,驱动变压器就会相应动作,关断电源的输出。
图片如下:
 
   4、输出端过压保护
  输出端输出过高的电压,会对电脑配件造成致使的损害,因此防止输出过压是非常重要的功能,在磐石355的输出端的控制电路中,分布着一些稳压管,当比较器检测到输出电压与基准电压偏差较大时,稳压管会对电压进行调整。
 
   5、输出端过载保护
  电源是能量的转换设备,而不是像电池存储能量的设备,因此其输出不受额定功率的限制,比如额定150W的电源,可以提供200W甚至更高的功率,但此时输出电压将出现很大的波动,跌出正常的50%的范围,并且产生的热量甚至可以烧毁电源,因此不设过载保护的电源是危险的。
  过载保护的机理与过流保护一样,也是由控制电路和驱动变压器进行的。
  6、输出端短路保护
  输出端短路时,LM339N的比较器会侦测到电流的变化,并通过驱动变压器、PWM关断开关管的输出。
 
   7、温度控制
  电脑电源的转换效率通常在70~80%之间,这就意味着相当一部分能量将转化为热量,热量积聚在电源中不能及时散发,会使电源局部温度过高,从而对电源造成伤害。一些电源设计了温控电路,散热片附近的温度探头会检测电源内部温度,并智能调整风扇转速,对电源内部温度进行控制。
 
   电源不仅要保证输出到电脑配件的功率,还必须保证输出的质量。
  稳压电路通常是从电源输出端的输出电压取样出部分电压与标准电压作比较,比较出的差值经过放大后支调节开关管的所占空比。从而达到电压的稳定。保护电路作用是通过检测各端输出电压或电流的变化,当输出端发生短路、过压、过流、过载、欠压等现象时,保护电路动作,切断开关管的激励信号,使开关管偏振,输出电压和电流为零。直到保护作用。稳压、保护、振荡电路、控制电路均集成在一块IC上如图:
 
   电源的散热风扇不仅可以冷却电源内部元件,而且可以起到冷却整个系统的作用,但要定期清洁,如果使用中感觉风扇噪音变大,应清理里面的灰尘(或换一个质量好的风扇)以提高电源工作时的稳定性。
  电源的性能指标
  在购买电源时要特别注意一下电源表面的标签标有的电源功率大小、交流输入电压和直流输出电压的详细指标。此外,还要注意一下电源的认证情况,进口电源还标有国际认证的FCC A和FCC B标准,在国内也有国标A(工业级)和国标B级(家用电器级)标准,中国电子工业合格产品标准,长城认证电源、3C认证等权威认证(图8)。
 
   电源的功率
  电源能够输出的功率,与开关管、开关变压器、电源的散热设计都有关系,其中,开关管是关键部件。三极管输出电流越大、内阻越小,电源输出的功率就会越大。使用两个KSE13007三极管作为开关管,采用TO-220的封装,个头较小,使用这种元件的电源其输出功率一般只能最大输出200到250W;而使用TO-03封装的2SC2625三极管的电源可以提供250~300W的输出功率,这种三极管的个头要大一些,所以通过三极管外形的识别也能够快速的区分电源最大输出功率的高低。还有很多电源采用13009三极管,通常用在250~300W的电源上。
  电压的波动
  电压的波动与电源的负载有很大关系,随着硬件数量的增加,耗电量也随之增加,电源各个输出端的输出电流也会明显增加,而电源固有的内阻将会损耗掉部分能量而导致输出电压逐渐降低,当负载超过电源的限度时其输出电压就会产生明显的下降,所以我们可以从电源的各个输出端电压值下降的幅度来判断电源是否已经出现功率不足的情况。
  为了保证输出电压的稳定,ATX电源内部设计了一套补偿电路,能够根据输出电压下跌的幅度自动进行补偿来抵消输出电压的下降,但通常ATX电源并没有为每一路输出电压提供单独的稳压电路,而是同时补偿,比如+3.3V、+5V和+12V中的+5V因为负载太大而导致输出电压开始下降,电源会同时增加这三路的输出电压,并不会单独对+5V进行控制,其结果必然导致+3.3V和+12V的输出电压过渡补偿而超过额定的电压,当电源设计欠佳或输出功率不足时这种特有的现象就更加明显!
  BIOS显示的电压以及一些检测软件检测的电压,往往与实际电压并不完全相等,其间存在着一定的误差,而且这种误差随着负载的增加而逐渐加大,开始时只有0.05~0.1V,到后来就增加到0.1~0.25V,所以大家还能完全信任主板监控得到的电压的大小,还是使用万用表测量更加准确。
  不过大家还是可以通过BIOS中轻重负载下电压变化的幅度来了解电源的情况,如果出现电压大跌大涨时同样说明电源的功率可能已经不足了。另外要注意的是,不同主板上BIOS显示的电压与实际电压的误差大小也不完全相同,有的主板上即使在轻负载下也有0.2V甚至更大的误差。
  细节部分
  了解电源的品质,往往有些地方容易被我们忽视。
  电源盖壳上的黄色马拉胶,为什么会有这么一条胶带呢?这是因为电源PCB板边缘与底座的铁板距离非常近,在使用时可能产生高压打火,贴上一条马拉胶可以防止高压打火。
  黑色的“结”是一个磁环。电源内部有一些线圈,电流流过是会产生交变的磁场并向外辐射,而这个磁环就是来抵消磁场产生的电磁辐射的。其实在一些做工很不错的机箱中也可以见到这个东西。
  散热片旁边的透明塑料隔离可以防止元器件之间意外接触散热片发生故障等。除了以上的细节外,电源内部采用的固定胶水、焊点等也会影响电源的寿命。

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