在聊PCB演化曆程之前，首先我們來溫習一下電源的PCB結構。

 

▍ EMI濾波

 

EMI濾波係統在電源中的作用是過濾掉市電中的雜質，使輸入電流更加純淨不會幹擾硬件工作。一般來說
，一個價格正常的電源都會有一、二級EMI濾波。有些電源會把一級EMI濾波做在輸入電源線腳上
，而上圖的電源則將其做在PCB板上。

 

▍ 整流橋

 

電流經過濾波後進入PFC
，首(shou)先(xian)通(tong)過(guo)整(zheng)流(liu)橋(qiao)，整(zheng)流(liu)橋(qiao)將(jiang)交(jiao)流(liu)電(dian)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)直(zhi)流(liu)電(dian)。一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)
，整(zheng)流(liu)橋(qiao)在(zai)工(gong)作(zuo)時(shi)都(dou)會(hui)有(you)不(bu)少(shao)發(fa)熱(re)量(liang)，設(she)計(ji)優(you)秀(xiu)的(de)電(dian)源(yuan)會(hui)將(jiang)整(zheng)流(liu)橋(qiao)鎖(suo)在(zai)散(san)熱(re)片(pian)上(shang)，像(xiang)愛(ai)國(guo)者(zhe)電(dian)競(jing)500把兩塊整流橋直接設計在PCB板上是不合理的。

 

▍ PFC

 

從整流橋出來的電流進入PFC，PFC是Power Factor Correction的簡稱，翻譯過來就是功率因素校正。交流電成波浪狀
，采用PFC的電源可利用不僅是波峰和穀峰附近的電能，提高利用率。

 

▍ 主電容

 

主電容(PFC電容)在電源中的作用：一是濾波，二是貯存電量保證突然斷電時有一定的電量支持電腦硬件作出反應。

 

▍ 變壓係統

 

接下來是變壓係統
，一般分為大小變壓器，將市電降壓到適合主機使用。圖中較大的便是主變壓器。

 

▍ 整流、穩壓
、濾波

 

 

變壓器出來的電流會由經過一次整流變成直流電，然後進行穩壓濾波後才能輸出到電腦的各個硬件上。

 

 

複習完電源PCB的大致結構，接下來就是今天的主題。這次我主要說說電源PCB上的 PFC 、 變壓係統
、 整流 、 穩壓係統 的演變。

 

▍ PFC的變化

 

在很久很久以前

， PC電源並沒有PFC結構 ，市電輸入後經過二極管整流電容濾波
， 隻能利用到波浪狀交流電的波穀和峰穀附近的能量 ，在一個周期的其他時間都不會有電流輸入， 利用率相當低 。而電源沒用到的電能並不會計入電費中，因此我們並不會造成任何浪費。相反則是國家供電網會浪費電能。我國PC的 3C認證是電源必須有PFC結構 。

 

電容左側的被動式PFC

 

PFC分為主動式PFC和被動式PFC。被動式PFC就是一個體積較大的電感線圈，它的 功率校正因素最高也隻能去到0.8 ，而且輸入電壓範圍不能太寬。不過這種結構勝在 成本低 
，在很多低端電源上能見到它的蹤跡。

 

 

為了提高利用率、擴大輸入電壓範圍，很多電源都舍棄被動式PFC改為采用主動式PFC。主動式PFC由電感線圈，濾波電容、開關管以及控製IC等元器件組成。它的功率校正因素可以輕鬆達到 99% 以上，輸入電壓範圍也可達到90-240V，但成本也相應提高不少。從被動式PFC進化成主動式PFC
，電源的減少浪費電能，確實是好事。

 

 

然而有些黑心商家出售的電源居然用“水泥PFC”
，這種假PFC裏麵隻有一塊水泥。這種電源使用起來是相當危險的，大家在購買電源時注意要優先選擇采用主動式PFC的電源，如果想購買低功率電源可以適當買被動式PFC的電源。

 

▍變壓結構的變化

 

說到變壓結構就要談到一件事：之前氣味大師的一篇文章中
，有位網友誤將LLC認ren作zuo老lao式shi半ban橋qiao

，並bing大da言yan不bu慚can指zhi責ze我wo，更geng可ke笑xiao的de是shi居ju然ran還hai有you不bu少shao網wang友you點dian讚zan認ren同tong。當dang然ran這zhe也ye不bu怪guai他ta，這zhe兩liang種zhong結jie構gou粗cu略lve一yi看kan十shi分fen相xiang似si，希xi望wang大da家jia看kan完wan這zhe篇pian文wen章zhang後hou能neng分fen清qing它ta們men的de不bu同tong，不bu要yao再zai鬧nao出chu這zhe種zhong笑xiao話hua了le。

 

一大兩小變壓器與LLC結構類似

 

先說說老式半橋，它的結構十分明顯，變壓係統裏有 一大兩小三個變壓器 。由於這是一種年代久遠的電源結構，因此它的轉換效率並不高，最頂尖也不到80%。但是它的成本相當低，一般會出現在低價低功率的電源上。這種結構一般會 搭配被動式PFC，使成本降到最低 ，不過現在已經很少有這種結構的電源了。(年代過於久遠，找不到清晰的素材)

 

 

在二十一世紀初開始興起另一種變壓結構：正激結構。以開關管數量不同分別有單管正激和雙管正激結構。這種結構的最大特點是變壓係統中有 一大一小兩個變壓器 。雙shuang管guan正zheng激ji結jie構gou的de開kai關guan管guan更geng多duo，性xing能neng比bi單dan管guan正zheng激ji結jie構gou強qiang不bu少shao，因yin此ci現xian在zai已yi經jing很hen少shao有you單dan管guan正zheng激ji結jie構gou的de電dian源yuan了le。相xiang較jiao老lao式shi半ban橋qiao

，正zheng激ji結jie構gou的de電dian源yuan轉zhuan換huan率lv能neng大da大da提ti高gao，能neng達da到dao銀yin牌pai標biao準zhun

，但dan卻que很hen難nan達da到dao金jin牌pai標biao準zhun以yi上shang。

 

這裏就要引出一種拓展版結構：有(you)源(yuan)鉗(qian)位(wei)正(zheng)激(ji)結(jie)構(gou)
，它(ta)是(shi)由(you)全(quan)漢(han)創(chuang)造(zao)出(chu)來(lai)的(de)一(yi)種(zhong)結(jie)構(gou)。它(ta)能(neng)把(ba)電(dian)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)率(lv)可(ke)以(yi)做(zuo)到(dao)金(jin)牌(pai)標(biao)準(zhun)以(yi)上(shang)，不(bu)過(guo)用(yong)料(liao)不(bu)足(zu)會(hui)導(dao)致(zhi)輸(shu)出(chu)紋(wen)波(bo)過(guo)大(da)，因(yin)此(ci)相(xiang)應(ying)成(cheng)本(ben)也(ye)提(ti)高(gao)不(bu)少(shao)。由(you)於(yu)這(zhe)種(zhong)結(jie)構(gou)普(pu)及(ji)率(lv)較(jiao)低(di)，我(wo)就(jiu)不(bu)多(duo)介(jie)紹(shao)了(le)。

 

近幾年興起一種名為LLC的新型結構，上文提到這種結構與老式半橋類似
，都是有 一大兩小三個變壓器 。其實這裏有個很簡單的區分方法，老式半橋電源轉換率極低
，而LLC電源的轉換率能輕鬆達到金牌標準。我們隻需要通過電源轉換率即可分辨兩種不同結構。LLC又分為LLC半橋和LLC全(quan)橋(qiao)。一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)這(zhe)種(zhong)結(jie)構(gou)的(de)電(dian)源(yuan)轉(zhuan)換(huan)率(lv)能(neng)做(zuo)到(dao)白(bai)金(jin)標(biao)準(zhun)
，相(xiang)較(jiao)於(yu)雙(shuang)管(guan)正(zheng)激(ji)結(jie)構(gou)，它(ta)的(de)成(cheng)本(ben)較(jiao)低(di)

，動(dong)態(tai)性(xing)能(neng)較(jiao)弱(ruo)，可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)無(wu)腦(nao)堆(dui)料(liao)增(zeng)加(jia)電(dian)容(rong)的(de)方(fang)式(shi)彌(mi)補(bu)缺(que)陷(xian)
，是(shi)目(mu)前(qian)最(zui)流(liu)行(xing)的(de)電(dian)源(yuan)結(jie)構(gou)。不(bu)過(guo)在(zai)400W以下的電源
，LLC結構的表現卻遜色於雙管正激。

 

與LLC半橋相比，LLC全橋的工藝更加複雜
，但是在功率和轉換率上又有所提升，相應地成本也會提高。我們能在高功率的白金標準電源上看到這種結構。

 

▍ 整流管的進化

 

接下來說說整流管的變化，其實整流管變化不多。以前的電源大多采用多枚肖特基管進行整流，而現在越來越多廠商采用MOS管代替肖特基管進行同步整流。采用MOS管可以進一步提高電源轉換率
，金牌標準以上的電源基本都能看到這個設計。

 

▍ 穩壓輸出結構也有優化

 

最後要說一下穩壓輸出部分。我們常見的電源會采用單路磁放大，雙路磁放大或者DC-DC結構。這種結構會影響+12V
、+5V和+3.3V的輸出的電壓偏移。DC-DC的控製性能最強，其次是雙路磁放大
，最差的結構則是單路磁放大。這些不同結構之間的區別也是相當好辨認的。

 

單路磁放大
，將+3.3V單獨分出一路輸出，它的特征是 主變壓器附近會有一個小線圈 。而+12V和+5V由PWM芯片控製。因此+12V高負載時會對+5V輸出電壓造成很大影響。而在 穩流結構的位置會有兩個線圈 分別給+12V和+5V進行穩流。

 

雙路磁放大，將+5V和+3.3V獨立出來，這種結構的特點是在 主變壓器附近會有兩個小線圈 ， 穩流結構的位置會有3個大線圈 對應+12V、+5V和+3.3V。因為+5V和+3.3V獨立出來，+12V高負載時對其他兩路輸出電壓的影響會有所減少。這是一種從單路磁放大進化而來的結構，解決了單路磁放大使用上出現的部分缺陷。

 

雖然雙路磁放大結構可以控製+12V對+5V和+3.3V的電壓影響，但並不能完全解決問題。因此一種新型的穩流結構麵世：DC-DC結構。簡單來說

，這種結構是從+12V取電直接降壓成+5V和+3.3V然後輸出，因此+12V的額定功率可以無限製地做大。這種結構是最容易辨別的
，在穩流結構的位置上會有一塊垂直的PCB，上麵帶有兩個線圈。

 

甚至我們不需要拆開電源內部就能分別一個電源是不是DC-DC結構。我們可以觀察電源的銘牌
，如果 電源的+12V最大功率是十分接近電源額定功率 ，則這個電源是采用DC-DC結構。DC-DC也在逐漸代替雙路磁放大成為高瓦數電源的標配設計。

 

 

隨著時間推移，電源的結構設計在不斷發生變化。從很久以前的老式半橋變成正激結構再到現在的LLC結構
，甚至還有有源鉗位或移相全橋等結構
，都在往高轉換率方向發展。而穩壓結構則是從單路磁放大到雙路磁放大再到現在流行的DC-DC結構，以更穩定的電壓輸出為目標進化。有不少網友會說：“我很久以前買的一個電源到現在都能用”

，“便宜的電源不也是用的好好的”。其實當你的電腦功率不高時，配置再差的電源也能勉強支持電腦運作。不過便宜的電源對電腦供電會造成不少影響。

 

目前大部分電源都至少采用雙管正激結構

，而轉換率高的電源則會采用LLC結構，當然我們要注意采用LLCbanqiaodedianyuandejiagebunengtaibianyi

，yinweizhezhongjiegoudedianyuanbixutongguoyidingshulianghezhiliangdedianrongcainengzhichengqixingneng。wenyajiegouzeguanxidaodianyuanshuchudaodiannaodedianyawendingxing。zaixuangou400W以下的電源時，我們可以適當購買單路磁放大結構的電源。不過最好還是購買雙路磁放大 或DC-DC結構的電源。值得高興的是
，很多新設計的金牌電源都會采用LLC加DC-DC這種比較先進的結構。相信看完這篇文章


，大家對電源結構及發展又有更進一步的了解。