电源供应器(Power Supply Unit, PSU)作为计算机和其他电子设备的核心组件,承担着将家用交流电(AC)转换为设备内部各组件所需的低压直流电(DC)的重要任务,为整个系统提供稳定可靠的电力支持。


一、主要功能
转换与稳压 :电源供应器的核心功能之一是将交流电(AC)转换为适合计算机内部各组件的直流电(DC),并通过内置的稳压器和滤波电路,消除电压波动和干扰,确保输出电流的稳定性。例如,将 220V 的市电转换并稳定为 + 12V、+ 5V、+ 3.3V 等多种低压直流电,以满足 CPU、主板、硬盘等不同硬件组件的供电需求。
分配电力 :通过不同的连接线缆和插座,电源供应器能够将转换后的不同类型的输出电压精准地输送至各个部件,确保每个组件都能获得所需的电力供应。
二、核心元件
变压器 (Transformer) :负责改变交流电的电压等级,将高电压的交流电转换为适合后续电路处理的较低电压交流电。
整流电路 (Rectifier Circuit) :采用桥式整流器等技术,将交流电转换为直流电。桥式整流器能够有效地将交流电的正负半周全部转换为直流电,提高电能转换效率。
滤波电路 (Filtering Circuit) :运用电解电容、陶瓷电容等器件,滤除整流后的电流中的纹波电压,使输出的直流电更加平滑稳定。不同类型的电容在滤波电路中发挥着各自独特的作用,共同确保输出电流的高质量。
稳压电路 (Regulator Circuit) :通过开关电源技术或线性电源技术维持输出电压的稳定。开关电源技术具有较高的转换效率,适用于多种电子设备,而线性电源技术则以其输出纹波小、噪声低等优点在一些特定场景中得到应用。
三、工作原理
在中国,家用电压通常为 220V 的交流电,而计算机内部组件如 CPU、主板、硬盘等需要的是稳定的低压直流电,通常为 + 12V、+ 5V 和 + 3.3V。电源供应器的工作原理主要包括以下环节:
交流输入 :电源供应器从家庭电网接入 220V 交流电。
EMI 滤波电路 :对输入的交流电进行电磁干扰(EMI)滤波,抑制电网中的电磁干扰信号,?;ず笮缏凡皇芨扇?。
整流电路 :通过桥式整流器等整流电路,将交流电转换为直流电。
功率因子修正电路(主动或被动 PFC) :修正功率因子,提高电源供应器对电网的适应性和电能转换效率,减少对电网的谐波污染。
功率级一次侧(高压侧)开关电路 :将经过 PFC 电路处理后的高压直流电转换为高频脉冲电流。
主要变压器 :进行电压变换,将高频脉冲电流转换为不同电压等级的交流电。
功率级二次侧(低压侧)整流电路 :对变压器输出的交流电进行再次整流,转换为直流电。
电压调整电路 :如磁性放大电路或 DC-DC 转换电路,对整流后的直流电进行进一步的电压调整和稳定,确保输出电压的精确性和稳定性。
滤波电路 :再次滤波,平滑输出电流中的纹波,使输出的直流电更加纯净。
电源管理电路 :对输出电压进行监控和管理,确保整个系统供电的稳定性和可靠性。
常用的 ATX 规格 PC 电源供应器,输入电压一般为 100V 至 250V 之间,输入交流电频率为 50Hz 或 60Hz,能够输出 12V、5V 及 3.3V 三种稳定的直流电压,满足计算机不同硬件组件的供电需求。
四、电源供应器的作用
电源供应器(PSU)的主要作用是将交流电转换为电子设备所需的稳定直流电,并提供多路不同电压输出,确保设备安全稳定运行。通过上述一系列精密的转换环节,电源供应器不仅实现了电能转换,还保证了输出电流的稳定性和可靠性,为电子设备的正常运行提供了坚实的电力支持。
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