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如何提升电源功率

日期:2011-6-6 22:45:11     点击:

 
  《电脑报》2010年第1期D12版刊登了《只花27元!250W电源变身300W》(以下简称《变》文),笔者就文中作者提升电脑开关电源输出功率的做法谈两点自己的看法,欢迎大家一起讨论。
主开关变压器没更换
  现用电脑开关电源几乎全部采用脉宽调控(PWM)式开关稳压电源,组成框图见图1。
  决定电源输出功率的主要器件有:
  1.输入端高压整流二极管;
  2.输入端高压滤波电感、电容;
  3.PWM功率变换器件——驱动三极管、驱动变压器、大功率开关管、开关变压器;
  4.输出端低压整流二极管;
  5.输出端低压滤波电感、电容。
  《变》文中采用提升高/低压滤波电容容量,更换大功率开关管、高/低压整流二极管和驱动三极管等五项措施提高输出功率这一点没有问题,但唯一没有对开关电源的核心器件之一——主开关变压器(图2)采取任何措施。我们知道,在PWM开关电源中,开关功率管和变压器是PWM闭环功率调控的关键部件,其技术指标决定输出功率的大小。在功率管参数确定的前提下,开关变压器的额定功率决定了开关电源的输出功率,而变压器的铁(磁)芯截面积和线径大小决定了变压器本身的额定输出功率。
  很多电源厂家在其功率相近的电源产品中,采用相同的电路原理和PCB板,根据输出功率的大小选用不同参数的元器件。在上述五类器件中,开关功率管和变压器是必换的器件。即使是同一厂家生产的相同额定输出功率电源,采用ATX、ATX 12V 1.X、ATX 12V 2.X等不同标准制造的产品,虽然其功率管的参数和开关变压器的额定功率是相同的,但是,同电压输出绕组的额定输出电流差别很大,即使这些开关变压器的磁芯型号和初级绕组是一样的,但标准不同,它们的同电压次级绕组的线径(线的粗细)是不一样的,输出的电流也就不一样。
  笔者曾经在航嘉HK320-11SP(额定220W)、HK350-11AP(额定250W)、HK380-12GP(额定270W)电源上做过试验,换过除开关变压器之外《变》文提到的所有器件,结果是额定和最大输出功率提升不到10%(《变》文称提升20%,也就是50W)。而将250W电源的变压器分别换成220W、270W的变压器(有些引脚排列不一致,需正确连接各绕组同名端),除调换一下输出限流电阻外,不改动电源的其他部分,则该电源的额定输出功率分别变为228W和271W,最大输出功率也发生了相应的变化。这就充分说明了开关变压器在功率输出环节中的重要性。此外,正规品牌电源厂家在设计产品和选用器件上都有5%~15%的功率余量,实际额定输出功率都比标称的大。笔者曾经对一款额定功率200W的台达DPS-200PB-89G电源做过极限试验,调换了输出限流取样电阻后,其额定和最大输出功率分别达到了227W和238W。
限流保护被忽视
  现用电脑开关电源输出部分均设有过流过压保护电路,厂家根据电源的最大输出功率设计保护电路的保护值。图3是常见的输出端限流保护电路,其工作原理是:当输出电流超过保护值时,过流取样电阻RS两端电压上升,U1③脚电压高于②脚基准电压,U1①脚输出高电压,Q1导通,光耦发生光电效应,UC3842①脚电压降低,输出电压降低,从而达到输出过载限流的目的。而《变》文中忽视了限流保护电路的存在,一味增加负载,当保护电路运行后,电源停止工作,就谈不上提升输出功率了。
  此外,现用电脑电源都普遍采用了ATX12V系列规范标准。该标准将原ATX系列标准规范的CPU和显卡供电由3.3V和5V改为12V,并大幅提升了12V的输出电流标准。因此,对于现用的P4、双核、多核电脑而言,CPU和显卡是用电大户,如果摩电源,应重点提高12V的输出品质,其他几组输出,摩机意义并不大。
 

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