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本文主要是關于電源的相關介紹， 并著重對電源的評測及選型進行了詳盡的闡述。
電源
電源是將其它形式的能轉換成電能的裝置。電源自“磁生電”原理，由水力、風力、海潮、水壩水壓差、太陽能等可再生能源，及燒煤炭、油渣等產生電力來源。常見的電源是干電池（直流電）與家用的110V-220V 交流電源。
優質的電源一般具有FCC、美國UL和中國長城等多國認證標志。這些認證是認證機構根據行業內技術規范對電源制定的專業標準，包括生產流程、電磁干擾、安全保護等，凡是符合一定指標的產品在申報認證通過后，才能在包裝和產品表面使用認證標志，具有一定的權威性。
發電機能把機械能轉換成電能，干電池能把化學能轉換成電能。發電機、電池本身并不帶電，它的兩極分別有正負電荷，由正負電荷產生電壓（電流是電荷在電壓的作用下定向移動而形成的），電荷導體里本來就有，要產生電流只需要加上電壓即可，當電池兩極接上導體時為了產生電流而把正負電荷釋放出去，當電荷散盡時，也就荷盡流（壓）消了。干電池等叫做電源。通過變壓器和整流器，把交流電變成直流電的裝置叫做整流電源。能提供信號的電子設備叫做信號源。晶體三極管能把前面送來的信號加以放大，又把放大了的信號傳送到后面的電路中去。晶體三極管對后面的電路來說，也可以看做是信號源。整流電源、信號源有時也叫做電源。
電源是向電子設備提供功率的裝置，也稱電源供應器，它提供計算機中所有部件所需要的電能。電源功率的大小，電流和電壓是否穩定，將直接影響計算機的工作性能和使用壽命。
計算機電源是一種安裝在主機箱內的封閉式獨立部件，它的作用是將交流電通過一個開關電源變壓器換為5V，-5V，+12V，-12V，+3.3V等穩定的直流電，以供應主機箱內系統版，軟盤，硬盤驅動及各種適配器擴展卡等系統部件使用。通俗來講就是，一個電源壞了，另一個備份電源代替其供電。可以通過為節點和磁盤提供電池后援來增強硬件的可用性。HP 支持的不間斷電源（UPS），如 HP PowerTrust，可提防瞬間掉電。磁盤與供電電路的連接方式應使鏡像副本分別連接到不同的電源上。根磁盤與其相應的節點應由同一電源電路供電。特別是，群集鎖磁盤（當重組群集時用作仲裁器）應該有冗余電源，或者，它能由群集中節點之外的電源供電。HP 代表可提供關于群集的電源、磁盤和 LAN 硬件布局方面的詳細信息。目前許多磁盤陣列和其他架裝系統含有多個電源輸入，它們應部署為設備上的不同電源輸入連接到帶有兩個或三個電源輸入的獨立電路設備上，這樣，一般情況下，只要出現故障的電路不超過一個，系統就能繼續正常運行。因此，如果群集中的所有硬件有2個或3個電源輸入，則要求至少有三個獨立的電路，以確保群集的電路設計中沒有單點故障。發電機能把機械能轉換成電能，干電池能把化學能轉換成電能。發電機、電池本身并不帶電，它的兩極分別有正負電荷，由正負電荷產生電壓（電流是電荷在電壓的作用下定向移動而形成的），電荷導體里本來就有，要產生電流只需要加上電壓即可，當電池兩極接上導體時為了產生電流而把正負電荷釋放出去，當電荷散盡時，也就荷盡流（壓）消了。干電池等叫做電源。通過變壓器和整流器，把交流電變成直流電的裝置叫做整流電源。能提供信號的電子設備叫做信號源。晶體三極管能把前面送來的信號加以放大，又把放大了的信號傳送到后面的電路中去。晶體三極管對后面的電路來說，也可以看做是信號源。整流電源、信號源有時也叫做電源。
開關電源的工作過程相當容易理解，在線性電源中，讓功率晶體管工作在線性模式，與線性電源不同的是，PWM開關電源是讓功率晶體管工作在導通和關斷的狀態，在這兩種狀態中，加在功率晶體管上的伏-安乘積是很小的（在導通時，電壓低，電流大；關斷時，電壓高，電流小）/功率器件上的伏安乘積就是功率半導體器件上所產生的損耗。
與線性電源相比，PWM開關電源更為有效的工作過程是通過“斬波”，即把輸入的直流電壓斬成幅值等于輸入電壓幅值的脈沖電壓來實現的。 脈沖的占空比由開關電源的控制器來調節。一旦輸入電壓被斬成交流方波，其幅值就可以通過變壓器來升高或降低。通過增加變壓器的二次繞組數就可以增加輸出的電壓值。最后這些交流波形經過整流濾波后就得到直流輸出電壓。
控制器的主要目的是保持輸出電壓穩定，其工作過程與線性形式的控制器很類似。也就是說控制器的功能塊、電壓參考和誤差放大器，可以設計成與線性調節器相同。他們的不同之處在于，誤差放大器的輸出（誤差電壓）在驅動功率管之前要經過一個電壓/脈沖寬度轉換單元。開關電源有兩種主要的工作方式：正激式變換和升壓式變換。盡管它們各部分的布置差別很小，但是工作過程相差很大，在特定的應用場合下各有優點。
電源分類
普通電源
又可細分為：開關電源、逆變電源、交流穩壓電源、直流穩壓電源、DC/DC電源、通信電源、模塊電源、變頻電源、UPS電源、EPS應急電源、凈化電源、PC電源、整流電源、定制電源、加熱電源、焊接電源/電弧電源、電鍍電源、網絡電源、電力操作電源、適配器電源、線性電源、電源控制器/驅動器、功率電源、其他普通電源、逆變電源、參數電源、調壓電源、變壓器電源。
特種電源
特種電源又可細分為：岸電電源、安防電源、高壓電源、醫療電源、軍用電源、航空航天電源、激光電源、其他特種電源。
特種電源即特殊種類的電源。所謂特殊主要是由于衡量電源的技術指標要求不同于常用的電源，其主要是輸出電壓特別高，輸出電流特別大，或者對穩定度、動態響應及紋波要求特別高，或者要求電源輸出的電壓或電流是脈沖或其它一些要求。這就使得在設計及生產此類電源時有比普通電源有更特殊甚至更嚴格的要求。特種電源一般是為特殊負載或場合要求而設計的，它的應用十分廣泛。主要有：電鍍電解、陽極氧化、感應加熱、醫療設備、電力操作、電力試驗、環保除塵、空氣凈化、食品滅菌、激光紅外、光電顯示等。而在國防及軍事上，特種電源更有普通電源不可取代的用途，主要用于：雷達導航、高能物理、等離子體物理及核技術研究等。
1、雷達發射機用的高壓電源
在現代雷達發射機中，用行波管（TWT）作為微波功率放大器件占有很大的比例，作為高功率部分，它的可靠性與技術指標如何，對雷達發射機乃至整個雷達有著直接的影響。而支撐著行波管的高壓電源（系統）更顯得至為重要。開關電源技術作為一種高頻、高效電力電子技術，隨著電子元器件、產品的不斷更新，大功率器件的更新換代，大功率開關電源技術得到了發展。雷達行波管用高壓開關電源，可采用全橋諧振PWM調制方式，大功率開關器件采用先進的IGBT模塊及先進可靠的驅動電路，使得電源的整體性能良好，穩定度好，并且具有各種保護功能。
工作原理：將50Hz三相380V通過電網濾波器，經整流及濾波得到500多伏的直流電壓，供給串聯諧振變換器。由于本電源輸出高達20kV，為了減輕變壓器的設計難度以及減小高壓整流二極管的耐壓值、提高電源的可靠性，采用變壓器兩個次級分別全橋整流，然后疊加輸出。全橋變換器由四個IGBT、一個高頻變壓器及整流電路組成。控制電路提供兩對彼此絕緣、相位相差180°的脈沖輸入到IGBT驅動電路，控制IGBT的通斷。將直流電壓變換成為交變的20kHz脈沖電壓，經變壓器及全橋整流和濾波電路，得到幾十kV的電壓。
2、電子束焊機用大功率高壓電源
電子束焊接因具有不用焊條、不易氧化、工藝重復性好及熱變形量小的優點而廣泛應用于航空航天、原子能、國防及軍工、汽車和電氣電工儀表等眾多行業。電子束焊接的基本原理是電子槍中的陰極由于直接或間接加熱而發射電子，該電子在高壓靜電場的加速下通過電磁場的聚焦就可以形成能量密度極高的電子束，用此電子束去轟擊工件，巨大的動能轉化為熱量，使焊接處工件熔化，形成熔池，從而實現對工件的焊接。
高壓電源是設備的關鍵技術之一，它主要為電子槍提供加速電壓，其性能好壞直接決定電子束焊接工藝和焊接質量。電子束焊機用高壓電源與其它類型的高壓電源相比，具有不同的技術特性，技術要求主要為紋波系數和穩定度，紋波系數要求小于1%，穩定度為±1%，甚至紋波系數小于0.5%，穩定度為±0.5%，同時重復性要求小于0.5%。以上要求均根據電子束斑和焊接工藝所決定。電子束焊機用高壓電源的操作是必須與有關系統進行連鎖保護，主要有真空連鎖、陰極連鎖、閘閥連鎖、聚焦連鎖等，以確保設備和人身安全。高壓電源必須符合EMC標準，具有軟起動功能，防止突然合閘對電源的沖擊。
這種電源由于功率大（達30kW），輸出電壓高（150kV），工作頻率較高（20kHz），而對穩定精度、紋波及電壓調節率均有較高的要求。選用先進的三相全控可控整流技術、大功率高頻逆變器，用新型功率器件IGBT作為功率開關。三相全控可控整流和逆變器各自采用獨立的控制板，IGBT驅動采用進口厚膜驅動電路，加上輸入電網濾波器和平波電抗器及電容組成的濾波電路。使電源的功率變換部分具有較好的技術先進性和良好的功率變換性。
高壓部分：高壓變壓器磁芯采用最新的非晶態材料，采用獨特的高頻高壓繞制工藝，雙高壓變壓器疊加工作。先進的整流和合理的倍壓電路以及高壓均壓技術保證高壓電源的高壓部分穩定可靠，反饋及高壓指示信號用精密的分壓器，由高壓輸出端直接采樣，保證電源有很高的穩壓精度、電壓調整率和準確可信的高壓測量精度。采用合理的高壓濾波技術，保證電源有良好的紋波。高壓部分放在一個油箱內。
3、高壓脈沖電源
在雷達導航設備中，其發射部分一般都需要一高電壓、窄脈沖、不同重復頻率的強功率脈沖源。這種強功率脈沖源一般通過一個高壓電源將市電升為幾千伏至幾十千伏直流高壓，然后由一個調制器將直流高壓調制為所需脈寬及頻率的脈沖源以供發射管使用。
脈沖源主要由高壓電源及調制器部分組成，高壓電源采用開關穩壓電源，調制器采用半導體器件的固態調制器。
使用方給出的觸發脈沖是TTL電平的信號，應在輸入隔離變壓器前增加接口電路，此接口電路一是為了預放大TTL脈沖信號，二是為了與隔離變壓器匹配。為了達到隔離的目的，使用方可提供此接口電路的電源，制造方只需提出電源需求并在電路中設計相應的變換、濾波電路即可。
觸發脈沖經過脈沖變壓器隔離后經過預調器脈沖整形，功率放大后去觸發調制板和截尾板工作。由預調器產生的激勵脈沖經過變壓器隔離去驅動調制板的每一只場效應管，此時調制板導通高壓電源送到微波三極管的陽極，微波三極管的陰極電子開始發射，微波三極管將送入輸入端的小功率高頻信號放大成大功率的高頻信號。當脈沖結束時，由預調器產生的截尾脈沖去觸發截尾板，截尾板導通后將微波三極管的分布電容釋放，所以可以得到很好的脈沖后沿。
電源IC特點
電源IC 種類繁多，共同特點有：
工作電壓低：一般的工作電壓為3.0～3.6V。有一些工作電壓更低，如2.0、2.5、2.7V 等；也有一些工作電壓為5V，還有少數12V 或28V 的特殊用途的電壓源。
工作電流小：從幾毫安到幾安都有，但由于大多數嵌入式電子產品的工作電流小于300mA，所以30～300mA 的電源IC在品種及數量上占較大的比例。
封裝尺寸小：近年來發展的便攜式產品都采用貼片式器件，電源IC 也不例外，主要有SO 封裝、SOT-23 封裝，μMAX 封裝及封裝尺寸最小的SC-70 及最新的SMD 封裝等，使電源占的空間越來越小。
完善的保護措施：新型電源IC 有完善的保護措施，這包括：輸出過流限制、過熱保護、短路保護及電池極性接反保護，使電源工作安全可靠，不易損壞。
耗電小及關閉電源功能：新型電源IC 的靜態電流都較小，一般為幾十μA 到幾百μA。個別微功耗的線性穩壓器其靜態電流僅1.1μA。另外，不少電源IC 有關閉電源控制端功能（用電平來控制），在關閉電源狀態時IC 自身耗電在1μA 左右。由于它可使一部分電路不工作，可大大節省電能。例如，在無線通信設備上，在發送狀態時可關閉接收電路；在未接收到信號時可關閉顯示電路等。
有電源工作狀態信號輸出：不少便攜式電子產品中有單片機，在電源因過熱或電池低電壓而使輸出電壓下降一定百分數時，電源IC 有一個電源工作狀態信號輸給單片機，使單片機復位。利用這個信號也可以做成電源工作狀態指示（當電池低電壓時，有LED 顯示）。
輸出電壓精度高：一般的輸出電壓精度為±2～4%之間，有不少新型電源IC 的精度可達±0.5～±1%；并且輸出電壓溫度系數較小，一般為±0.3～±0.5mV/℃，而有一些可達到±0.1mV/℃的水平。線性調整率一般為0.05%～0.1%/V，有的可達0.01%/V；負載調整率一般為0.3～0.5%/mA，有的可達0.01%/mA。
新型組合式電源IC：升壓式DC/DC 變換器的效率高但紋波及噪聲電壓較大，低壓差線性穩壓器效率低但噪聲最小，這兩者結合組成的雙輸出電源IC 可較好地解決效率及噪聲的問題。例如，數字電路部分采用升壓式DC/DC 變換器電源而對噪聲敏感的電路采用LDO 電源。這種電源IC 有MAX710/711，MAX1705/1706 等。另一種例子是電荷泵+LDO 組成，輸出穩壓的電荷泵電源IC，例如MAX868，它可輸出0～-2VIN 可調的穩定電壓，并可提供30mA 電流；MAX1673穩壓型電荷泵電源IC 輸出與VIN 相同的負壓，輸出電流可達125mA。
電源評測主要看哪些
目前市場中大部分電源的拓撲結構相同，一款電源往往由5部分組成，分別是電源市電接入口的設計叫做一級EMI，在一級EMI旁邊的是二級EMI，電容一次的部分是一次側設計（高壓濾波電路），在電源的中間是變壓器部分，在電源的最右邊是電源輸出電路設計這里叫做二次側（低壓濾波部分）。玩家們使用的電源大部分都是采用了這樣的結構設計，下面我們來具體聊聊有關電源內每一處的設計。
電源的這些元氣件的設計其實最重要的就是濾波，電源的MWI設計就是為對市電做第一道濾波作用的。其中主要是濾掉高頻的雜波和干擾的信號。如果沒有EMI濾波電源，這對電源會廠商電磁輻射影響到整個平臺的使用。同時我們知道電源的電磁波還會對人體帶來傷害，電源中的EMI設計其實就可以避免將電磁輻射泄漏到外面。
2EMI更好的濾波作用
電源的EMI設計是必不可少的，目前主流電源的EMI設計是直接焊接在電路上。我們通過圖片可以看到電源線與電源相鏈的電路，很多電源這里用的都是黃色的方塊以及藍色的元器件，這個藍色的分別是X、Y電容，以及銅線圈電感，這樣起到的作用是第一重濾波。
說完了一級EMI下面是二級EMI，二級EMI往往是由兩個Y電容一個X電容，保險管和一些差模電感和共模電感組成的。這兩類電感的作用是更好的濾波以及可以抗干擾。說道共模電感和差模電感，有些玩家不太清楚，共模電感是采用了雙線并繞，而差模電感采用的是單線繞制。
電源整流橋的最用是將AC交流電矯正為DC直流電目前我們看到的主流整流橋采用的是四個分立的二極管。
3PFC是PC電源必有設計
PFC的英文全稱為“Power Factor Correction”，意思是“功率因數校正”，功率因數指的是有效功率與總耗電量（視在功率）之間的關系，也就是有效功率除以總耗電量（視在功率）的比值。 基本上功率因素可以衡量電力被有效利用的程度，當功率因素值越大，代表其電力利用率越高。目前我們可以見到的PFC有三種，分別是被動式PFC、主動式PFC以及交錯式PFC。
被動式PFC電路結構較為簡單，其實就是一個巨大而沉重的電感。這個電感一般位于垂直于電源的主PCB板四周的電源壁上，并且一般都有黃色的膠布捆著。同時被動PFC電路也有標準的高壓濾波電容，用做電能儲備之用。
主動式PFC的電感比被動式PFC的電感藥效很多，會有一個比較大的PFC輸入濾波薄膜電容，同時我們開可以看到主動式PFC電源有一個PFC電容這個叫做PFC輸出電容。如果不是主動式PFC的電源，這個電容叫做主電容，這個電容的主要作用是用來給主動PFC儲存電能的。
交錯式PFC其實也是屬于主動式PFC，是主動式PFC的一種，可以看作是主動式PFC的升級進化產物。交錯式PFC與普通主動PFC不同的是，它是由兩個大電感組成的，在工作時交錯式PFC并聯工作。這樣的并聯方式可以使工作電流更低節省損耗，同時PFC的輸入輸出電流頻率可以增加一倍。
交錯PFC電路使用較小的元件，降低成本，改善散熱性能，提供功率密度，降低傳導損耗，從而提高供電系統效率。
4成熟半橋與常見正激結構
拓撲主要影響電源的轉換效率，動態能力，穩定性等種種方面。但是拓撲結構與電源的功率沒有固定搭配關系。并且拓撲結構在分類上是十分細致的，就好像一個樹狀圖，大類上分為正激，全橋，半橋。
半橋拓撲是一種古老的電源結構，半橋結構判斷起來比較容易，一般來說電源中間部分的變壓器就可以容易的分辨出來是否是半橋拓撲的電源了。半橋拓撲的電源有一個大變壓器和兩個小的變壓器，大變壓器是主變壓器，兩個小的是驅動變壓器和輔助變壓器。往往半橋的拓撲結構會有被動PFC一起出現。
正激結構可以分為單管正激、雙管正激和有源鉗位正激，有源鉗位正激往往時出現在全漢的電源產品中，這也是正激拓撲的一個升級版，我們可以看到有源鉗位有單管和雙管兩種。正激拓撲結構是現在主流電源所使用的結構，正激電源有一個大的變壓器和一個小的變壓器，大變壓器是住主變壓器，小變壓器是輔助變壓器。
5高效的LLC諧振結構
LLC諧振是在主流高端高瓦數電源的必備結構，LLC諧振最大的特點是可以將電源的轉換效率達到很好。這樣的結構的電路上包含有一個諧振電感和諧振電容。與板橋結構一樣LLC諧振結構有一個大變壓器和兩個小變壓器，大的是主變壓器，小的分別是待機變壓器和諧振電路驅動變壓器。
了解電源的網友們一定知道LLC諧振結構的電源都會與DC-DC模塊共同出現，DC-DC模塊輸出相比普通變壓器變壓輸出在高負載和負載有落差時都可以保持很好的穩定輸出。DC-DC模塊很容易辨別出來，多數DC-DC模塊都是在電源二次側電路部分，并且都是用兩個PCB版豎起來放置。
說道二次側，其實二次側就是電源的低壓濾波輸出，這也是電源最后輸出保證得電路，通過電源內部的轉換將電流進行過濾，保證主機內部硬件提供的供電都是純凈的。在二次側這塊最重要的還有濾波電容，這里我們可以看到有的電源使用電解電容，有的使用固態電容，固態電容可以有著更好的濾波效果。
另外電源都會設計有保護芯片，這是電源保障必不可少的。保護芯片可以監控+12V、+5V和+3.3V的輸出，實現各路輸出的UVP（低電壓保護）、OVP（過電壓保護）、OCP（過電流保護）、SCP（短路保護），同時部分控制芯片還提供了OTP（過溫度保護）或-12 V UVP（低電壓保護）的功能，當超出片內設定值后，會自動停止工作，保護電源內部及平臺上各配件及元件的運行，內部設計有過載保護以及防雷擊功能，可保證整個電源穩定工作。
電源選型指南
1. 輸出類型：電源是電子工程師最常接觸的儀器，選擇電源首先需要選擇電源的類型：直流電源、交流電源、變頻電源、特種高壓電源等。
2. 輸出電壓：電源所能輸出的電壓范圍。同時需要選擇是否需要恒電壓輸出和過電壓保護。
3. 輸出電流：電源所能輸出的電流范圍。同時需要選擇是否需要恒電流輸出和過流保護。
4. 輸出功率：當電源滿載時所能輸出的最大功率值。
5. 通道數：輸出供電接口的路數。
6. 紋波：由于直流穩定電源一般是由交流電源經整流穩壓等環節而形成的，這樣就不可避免地在直流穩定量中多少帶有一些交流成份，這種疊加在直流穩定量上的交流分量就稱之為紋波。紋波越小將對電路的工作影響將越小。
7. 負載調整率：當輸入電壓不變，負載從零變化到額定值時，輸出電壓的變化。通常用百分比表示。
8. 輸出電壓編程精度：可編程電源設定值與實際輸出值之間的偏差。
電源主要品牌：
阿美特克（AMTEK）
東電化蘭達（TDK-lambda）
菊水（KIKUSUI）
惠美（HAMEG）
恩乃普（NF）
致茂（Chroma）
艾德克斯（ITECH）
固緯（GWINSTEK）
電源附件選擇：
1. 通信接口：因現在很多大功率電源都是裝配在某些特定系統中，所以系統需要哪些特定的通訊接口必須在購買前期進行溝通確認。
選型注意事項：
電源選擇時一定要注意考慮電源的用途。例如：對于電容器老煉來說，紋波只要不是太大，一般對電容器老煉質量不會構成影響，所以普通電源即可。而對于高速數字電路，紋波和噪聲達到一定幅值后會干擾數字邏輯電路的正常工作，引起誤觸發和邏輯錯誤。這時對于電源的選擇就應是高精度低紋波和噪聲的電源。
結語
關于電源的相關介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。
工商網監
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