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硬核干货:电源中的单磁放大年夜、双磁放大年夜和DC-DC是何方神圣?_电压_电源

admin 2025-01-17 13:02:32 0

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目前PC电源紧张是遵照英特尔的ATX12V规范来进行设计,目前该规范已经发展之2.52版本,根据干系哀求PC电源的+12V/+5V/+3.3V的电压偏离度与电压调度率均不得超出±5%的范围,因此作为三路紧张输出中电压最低的+5V与+3.3V,它们对电压的精准度实在有更高的哀求,从而催生出了不同的稳压构造,目前以磁放大和DC-DC两种构造为范例。

+5V与+3.3V输出有那些构造?

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什么是“负载调度率”和“电压偏离率”

那么+5V与+3.3V的单磁放大、双磁放大和DC-DC构造有什么不同呢?为了让大家更好地理解后文,我们在这里先阐明一下刚才提到的“电压偏离度”和“电压调度率”究竟是什么。

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(图片来自网络侵删)

首先“电压偏离度”便是指紧张是指实际输出电压与标准电压所偏离的程度,详细打算公式如下:

电压偏离率 = (最大偏离电压-标准电压) / 标准电压 x 100%

而“电压调度率”则是指实际输出电压的最大值与最小值之间的差距与标志电压之比,详细打算公式如下:

电压调度率 = (实际最大电压-实际最小电压)/ 标准电压 x 100%

大略举例解释,假设某款电源的+12V输出最高值是12.4V,最低值是11.8V,那么这个电源的+12V电压偏离度则为(12.4-12)/12100%=3.33%, 电压调度率则为(12.4-11.8)/12100%=5%,因此按照英特尔ATX12V 2.52的哀求,这个电源的+12V输出电压偏离率达标,但电压调度率则只是压线合格。

这也是为什么+5V与+3.3V对电压精度哀求更高的缘故原由,由于同样是±0.2V的差别,在+12V(±1.6%)上是正常幅度,+5V(±4%)则是须要把稳,而对付+3.3V(±6.06%)来说已经不合格。

磁放大构造之单磁放大

那么既然PC电源的+5V与+3.3V输出以磁放大和DC-DC两种构造为范例,那么它们之间有什么不同呢?我们先从磁放大构造提及,磁放大构造可以分为单磁放大和双磁放大两种,个中单磁放大是指在主变压器副边和整流电路之间加了一个磁放大器,单独天生+3.3V,而+12V与+5V则采取联合稳压的办法通过PWM芯片进行共同掌握。

图片源自先马实力先锋500W电源

这个构造的特点是对电压最敏感的3.3V有独立稳压的同时也兼顾了电源的生产本钱,因此其常见于一些“预算敏感型”的入门级电源产品上。
只是这个构造有一个难以办理的毛病,便是+12V与+5V的实际电压是联动的,因此这两组输出中任意一组有涌现电压变革,都会明显影响另一组的实际输出电压,如果两路负载比例相称的话那还问题不大,但是一旦涌现偏载时,为了知足负载较高的那一起电压需求,PWM主控会实行提升电压的操作,而此时轻载的一起输出电压也会随之提升,乃至可能会直接超标,因此单磁放大的电源每每在交叉负载测试中表现欠佳,极大地影响了电源的评价。

先马实力先锋500W交叉负载表现

我们以先马实力先锋500W电源为例来解释,这款电源的+5V与+3.3V采取的便是单磁放大构造,可以看出在+5V与+3.3V拉满、+12V轻载的情形下,+12V的实际输出电压由于+5V的重载、PWM主控作出提升电压的操作而“被提升”至合格线的边缘,同样在+12V满载、+5V与+3.3V轻载的情形下,+5V也是一样实际输出电压被拉到较高水平。

磁放大构造之双磁放大

双磁放大构造则是在单磁放大的根本上改进而来,除了+3.3V采取独立的磁放大器天生外,+5V采取独立的磁放大器进行天生,这样+12V、+5V与+3.3V就都拥有了独立稳压掌握线路,相互之间的滋扰基本得到肃清,单磁放大在交叉负载上的劣势也便是以消逝了。

图片为先马铜效700W电源

想要判断电源是否采取双磁放大是非常大略的,那便是看主变压器副边与整流管之间的磁放大器是否有两个,输出的储能电感是否有3个,由于单磁放大电路的+12V与+5V输出一样平常是共用储能电感的,+3.3V则是独立的储能电感。
但由于多出一套晶体管掌握电路、一个磁放大电感和一个储能电感,因此双磁放大构造的成本相比单磁放大构造险些要翻倍,因此双磁放大构造很少用在低瓦数的入门级产品上,用在中高瓦数型产品上会比较合理。

先马省电王铜效700W电源交叉负载表现

与单磁放大构造比较,双磁放大的上风是+12V、+5V、+3.3V输出互不滋扰,大略来说便是每一起的输出特性都不会由于其他输出的变革而产生变革。
以先马省电王铜效700W电源为例,其+5V与+3.3V采取的便是双磁放大构造,可以看出在较差负载测试中,每一起的输出电压仅与其当前负载有关,其他几路输出对其产生的影响很小。

然而磁放大器是接于变压器副边和整流管之间,其输呈现实上是在副边输出的波形上抠掉一块,当电路为了调度某一起电压的输出而改变占空比时难免会牵扯到其他几路的输出,即便是三路输出独立稳压的双磁放大也难以完备避免这样的状态,只是比较+12V/+5V联合稳压单磁放大构造要表现更好而已。
而为了彻底办理这方面的困扰,电源厂商引入了DC-DC构造。

+5V与+3.3V确当前最优构造:DC-DC

DC-DC可以分为实际上Buck降压式变换、Boost升压变换以及Buck-Boost升降压变换等多种构造,而PC电源里所用的DC-DC是Buck降压变换构造,其大略的事理图如下所示:

由于LC滤波器的浸染,Buck降压变换电路的输入电压和输出电压是Vout=VinD的关系,通过改变开关S的通断韶光D可以改变输出电压的值,这便是Buck降压变换电路的最基本事理。

图片源自Tt ToughPower iRGB Plus 850W电源

Buck降压变换构造是接于+12V整流之后,也便是整流管之后,直接通过+12V的直流电降压至+5V和+3.3V输出。
与磁放大构造比较,Buck降压变换的开关频率每每是固定的,通过调度开关管的占空比(导通韶光与周期之比)来调度输出电压,当电路负载升高导致电压低落时电路就会提高占空比把电压拉回来,是一个闭环的反馈系统,+12V、+5V和+3.3V的输出彼此独立。

DC-DC构造电源的特性是+12V最大输出功率约即是电源额定功率

由于+5V与+3.3V不须要从变压器副边输出,因此主变压器的全部功率都只须要卖力+12V输出即可,为此采取DC-DC构造的电源,大都有“+12V最大输出功率约即是电源额定功率”的特性,+5V与+3.3V输出可以根据实际须要从+12V获取供电,无论负载高低都不会影响其余几路输出的特性。

Tt ToughPower iRGB Plus 850W电源交叉负载表现

从输出特性上来说,DC-DC构造与双磁放大构造实在还是蛮相似的,都是三路输出在不同负载组合下都能坚持自己的特性,与其它输出并无关系。
但是DC-DC构造比较双磁放大可以做到更精确的电压掌握,因此DC-DC构造下的电压偏离度和电压调度率都可以做到很好的表现。
此外DC-DC还有体积小、转换效率高、动态相应迅速等磁放大电路所不具备的上风,因此对付“性能优先型”PC电源,DC-DC构造显然是一个空想的选择。

为什么现在双磁放大的电源那么少?

对PC电源产品比较熟习的玩家可能会问,既然+5V与+3.3V输出以单磁放大、双磁放大和DC-DC构造为范例,那为什么现在市场上甚少瞥见双磁放大构造的新品呢?确实如此,我们可以看到现在入门级电源产品上单磁放大构造仍旧坚挺,毕竟本钱上风在那里,入门级的机器每每功率不高,其构造劣势也不随意马虎在日常利用中产生明显影响;DC-DC构造则从主流、中端到高端、旗舰都是各处着花,乃至有向下发展到入门级市场的趋势;然而双磁放大电源却险些偃旗息鼓,不仅很少听说有新品,就连已有产品线也是逐步退役,基本上已经是空有“经典之名”了。

现在DC-DC构造的电源已经很常见了(图为Tt ToughPower iRGB Plus 850W电

而涌现这个情形的缘故原由,归根到底便是双磁放大构造的性能比不过DC-DC构造,但是在物料本钱、调度难度上比较对方又不存在决定性的差距。
随着越来越多的玩家看中DC-DC构造,双磁放大构造的地位是越来越尴尬了,在这种情形下再去推出双磁放大构造的新品无疑是逆潮流之行为,吃力不谄媚,还不如让双磁放大构培养此退役,把市场空间让给DC-DC构造。

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