摘要：計算機開關電源計算機動力的唯一提供者，等價於人類的心臟，在計算機各部件中處於極為重要的地位。電源輸出電流質量的好壞直接影響電腦部件的壽命以及效能。本文著重介紹了計算機開關電源各部分電路等方面的內容，詳細闡述計算機開關電源的工作原理，對保障好公司計算機裝置長時間穩定工作提供重要技術支援。
關鍵詞：交流抗干擾電路；PFC電路；高壓整流濾波；PWM
1 引 言 2 計算機電源發展歷程
在計算機各部件中最令人注意的就是CPU的頻率、記憶體的大小、硬碟容量，顯示卡的效能等等。而對於電腦中的一個重要部件電源．卻往往總會受到忽略。而事實上，電腦的許多奇怪症狀都是由電源引起的。假如我們把計算機比作一個人的話，CPU作為計算機的核心部件起著運算和控制的作用，它相當於我們人類的大腦；而電源作為計算機的動力提供者，完全等價於我們人類的心臟，其重要之處由此可見。所以有必要了解電源內部結構，熟悉電源的工作原理，才能更好地維護好計算機電源，才能從根本上保障公司各部門計算機裝置長時間穩定工作。
2 計算機電源發展歷程
PC／XT_ IBM最先推出個人PC／XT機時制定的標準；AT_ 也是由IBM早期推出PC／AT機時所提出的標準，當時能夠提供192W 的電力供應；ATX—Intel公司於1995年提出的工業標準。與AT比較主要變化為：
1、取消了AT電源上必備的電源開關而交由主機板進行電源開關的控制，增加了一個待機電路為電源主電路和主機板提供電壓來實現電源喚醒等功能：
2、ATX電源首次引進了+3．3V的電壓輸出端，與主機板的連線介面上也有了明顯的改進：ATX12V—— 支援P4的ATX標準，是目前的主流標準：ATX12V一1．1：在ATX的基礎之上增加了4pin的+12V輔助供電線(PIO)為P4處理器供電，改變了各路輸出功率分配方式，增強+12V 負載能力；ATX12V一1.3：提高了電源效率，增加了對SATA的支援。去掉了一5V輸出，增加了+12V的輸出能力；ATX12V一2.0：尚未有產品實施的最新規範；電源聯結器由20針改為24針，以支援75W 的PCI Express匯流排．同時取消輔助電源介面；提供另一路+12V輸出，直接為4Pin介面供電；WTX—ATX 電源的加強版本：尺寸上比ATX電源大。供電能力也比比ATX電源強，常用於服務器和大型電腦；BTX一現有架構的終結者，電源輸出要求、介面等支援 ATX12V。
3 計算機開關電源的'工作原理
電源是一種能量轉換的裝置，它能將220V的交流電轉變為計算機需要的低電壓強電流的直流電。首先將高電壓交流電(220V)通過全橋二極體整流以後成為高電壓的脈衝直流電，再經過電容濾波以後成為高壓直流電。此時，控制電路控制大功率開關三極體將高壓直流電按照一定的高頻頻率分批送到高頻變壓器的初級。接著，把從次級線圈輸出的降壓後的高頻低壓交流電通過整流濾波轉換為能使電腦工作的低電壓強電流的直流電。其中，控制電路也是必不可少的部分。它能有效的監控輸出端的電壓值，並向控制功率開關三極體發出訊號控制電壓上下調整的幅度。目前的常見產品主要採用脈衝變壓器耦合型開關穩壓電源，它分為交流抗干擾電路、功率因數校正電路、高壓整流濾波電路、開關電路、低壓整流濾波電路5個主要部分。
4 交流抗干擾電路
為避免電網中的各種干擾訊號影響高頻率、高精度的計算機系統．防止電源開關電路形成高頻擾竄，影響電網中的其他電器等；各種電磁、安規認證都要求開關電源配有抗干擾電路。主要結構為兀型共模、差模濾波電路．由差模扼流電感、差模濾波電容、共模扼流電感、共模濾波電容組成：
5 功率因數校正電路
開關電源傳統的橋式整流、電容濾波電路令整體負載表現為容性，且使交流輸入電流產生嚴重的波形畸變，向電網注人大量的高次諧波，功率因數僅有0．6左右，對電網和其他電氣裝置造成嚴重的諧波汙染與干擾。因此，我國在2003年開始實施的CCC中明確要求計算機電源產品帶有功率因數校正器(Power Factor Corrector，即PFC)，功率因數達到0．7以上。PFC電路分為主動式(有源)與被動式(無源)兩種：主動式PFC本身就相當於一個開關電源．通過控制晶片驅動開關管對輸入電流進行”調製”，令其與電壓儘量同步，功率因數接近於1；同時．主動式PFC控制晶片還能夠提供輔助供電，驅動電源內部其他晶片以及負擔+5VSB輸出。主動式PFC功率因數高、+5VSB輸出紋波頻率高、幅度小，但結構複雜，成本高，僅在一些高階電源中使用。目前採用主動式PFC的計算機電源一般採用升壓轉換器式設計，電路原理圖如下：被動式PFC結構簡單，只是針對電源的整體負載特性表現，在交流輸人端．抗干擾電路之後串接了一個大電感，強制平衡電源的整體負載特性。被動式PFC採用的電感只需適應50～60Hz的市電頻率，帶有工頻變壓器常用的矽鋼片鐵芯，而非高頻率開關變壓器所採用的鐵氧體磁芯，從外觀上非常容易分辨。被動式PFC效果較主動式PFC有一定差距，功率因數一般為0．8左右；但成本低廉，且無需對原有產品設計進行大幅度修改就可以符合CCC要求，是目前主流電源通常採取的方式。
6 高壓整流濾波電路
目前的各種開關電源高壓整流基本都採用全橋式二極體整流，將輸人的正弦交流電反向電壓翻轉，輸出連續波峰的“類直流”。再經過電容的濾波，就得到了約300V的“高壓直流”。
7 開關電路
開關電源的核心部分．主要由精密電壓比較晶片、PWM晶片、開關管、驅動變壓器、主開關變壓器組成。精密電壓比較晶片將直流輸出部分的反饋電壓與基準電壓進行比較．PWM晶片根據比較結果通過驅動變壓器調整開關管的佔空比，進而控制主開關變壓器輸出給直流部分的能量，實現“穩壓”輸出。PWM(Pules Width Modulation)即脈寬調製電路，其功能是檢測輸出直流電壓，與基準電壓比較，進行放大，控制振盪器的脈衝寬度，從而控制推輓開關電路以保持輸出電壓的穩定，主要由1C TL494及周圍元件組成。使用驅動變壓器的目的是為了隔離高壓(300V)區與低壓區(最高12V)，避免開關管擊穿後高壓電可能對低壓裝置造成的危害，也令PWM晶片無需接觸高壓訊號，降低了對元件規格的要求。
衝變壓器耦合型開關穩壓電源主要的直流(高壓到低壓)轉換方式有5種，其中適合作為計算機電源使用的主要為推輓式與半橋式，而推輓式多用於小型機、UPS等，我們常見的電源產品則基本都採用半橋式變換。