电源节能双管正激拓扑结构的研究

2020-06-16      873 次浏览

近期令人瞩目的新款航嘉多核R80电源,除了集低价、节能、稳定、低噪音等特点于一身外,令玩家们感兴趣的恐怕还有双管正激这一先进的拓扑架构。事实上,不但多核R80采用双管正激,即将在夏季上市的新版多核X2、DH8和R85、F1等多核全系列电源也将采用这一先进的技术。此外,台系代工大厂也在较早前进入了正激时代。采用究竟什么是双管正激,它对消费者来说是喜还是悲呢?


双管正激和半桥的用途:


无论先进的正激拓扑还是成熟但稍显落后的半桥拓扑,在电源内部中都扮演开关电路的角色。它的用途是把高压直流电转换为低压直流电(再经过整流滤波后便是CpU、硬盘等硬件使用的5V、12V等电流)。我们了解,电源在工作时其内部会发热,导致电能不能100%被CpU等硬件利用,而电能损耗则重要发生在开关电路部位。因此,开关电路设计、用料的好坏直接决定着电源转换效率的高低。


如何判断双管正激还是半桥:


要了解电源采用哪种拓扑架构,最简单的方法是拆开电源的外壳,观看变压器的数量即可。但关于众多普通消费者来说,这种方法就勉为其难了。此时比较可靠的方法即是选择大厂产品,特别是通过了80认证的大品牌电源,例如航嘉多核R80等。


当然,有一定动手能力的玩家就可自行拆卸电源外壳进行判断,如下图所示:


在两块散热铝片之间的三个变压器可看作是半桥拓扑的标志


拆过电源的玩家应该对两块散热片之间的变压器有印象。传统电源多采用半桥拓扑,其标志是在两块散热铝片中间依次排开三个变压器。


散热片之间只有两个变压器,可看作双管正激结构的标志300W-400W


双管正激为何取代半桥?


包括已经上市的新版多核R80和冷钻win7等,越来越多主流电源采用双管正激,那么为何半桥遭到抛弃?要回答这个问题,必须先了解两种拓扑架构的优劣。


从传统电源的生产和技术来看,半桥拓扑更为简单、技术成本更低。这也是半桥电源长期统治DIY主流市场的原因。但随着近年来人们对80节能产品的需求日益剧增,低碳、环保产品逐渐成为社会价值趋势,半桥不利于提升电源转换效率的劣势便暴露无疑,特别是在300W以上功率电源上,要让电源保持80%以上的转换效率无疑是一道技术门槛。


和半桥正好相反,双管正激在自身技术研发和生产上都有一定门槛,导致产量较小的电源厂不敢贸然采用它,否则就很可能陷入成本高居不下的境地。但只要有产量保证,较高的技术研发成本自然容易消化。此外,双管正激所采用的两个MOS管更利于在300W-400W阶段提升转换效率,不会像半桥的三极管那样提升自身发热量、降低转换效率。


除了成本和转换效率外,双管正激的另一大优点便是安全性更高。半桥采用的是电压缓和保护机制,当电压达到超过预定值时,电源便启动自动断电保护。但电压缓和保护机制的缺点是反应不及电流缓和保护机制迅速,对电脑硬件有潜在隐患。而双管正激则采用电流缓和保护机制,只要电流超过预定值时即会断电保护。


随着低碳、环保成为主流价值观,市场对节能、通过80的电源需求将会进一步加大。而先进的双管正激正是最具成本优势和技术优势的80方法,特别是关于产量达到较大规模的品牌更是如此。反过来说,在众多假冒80电源充斥的市场,双管正激也是判断电源是否节能的办法之一。


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