PC电源的一级EMI滤波电路主要由X电容和Y电容组成,X电容和Y电容都属于安规电容,其中X电容并接在火线和零线之间,块头通常比较大,负责滤除差模干扰;而Y电容则是在火线与地线之间以及零线与地线之间并接的电容,通常以成对的形式出现,负责滤除共模干扰。
大部分的PC电源在都会采用一个X电容和一对Y电容组成一级EMI滤波电路,基本上这个属于主流的标准配置。而有部分产品会在这个基础上加入共模电感以增强EMI滤波作用,高端PC电源甚至会在这样的基础上增加接地金属罩以加强对EMI的防护效果,如海韵X-650电源就采用了类似这样的一级EMI滤波电路。
海韵X-650电源的二级EMI滤波电路组成
PC电源的二级EMI滤波电路则是在一级EMI滤波电路的基础上增添更多元件而来,除了X电容和Y电容外还会有共模电感和差模电感。共模电感(Common Mode Choke) 是拥有两个绕组的线圈,即上图中绿色磁环的电感线圈,其主要作用是抑制市电输入中的共模干扰,同时也抑制电源本身的共模干扰对外泄漏;而差模电感(Differential Mode Choke) 则是单个绕组的电感线圈,及上图中的黑色磁环线圈,其主要用于抑制市电输出中的差模干扰。
当然二级EMI滤波电路的组成往往不止如此,以海韵X-650电源的二级EMI滤波电路为例,其差模电感的旁边有一个使用热缩套包裹的两脚直插元件,被称为MOV,即金属氧化物压敏电阻(Metal Oxide Varistor),它可以抑制输入电压的尖峰,可以起到防止输入电压过高以及雷击保护的作用。
此外NTC即热敏电阻(Negative Temperature CoeffiCient Resistor)也是二级EMI滤波电路中的常见的元件 ,就是海韵X-650电源的二级EMI电路中位于共模电感旁边、采用热缩套包裹的墨绿色元件,具有常温下高电阻、随着自身温度提升阻值迅速减小的特性,电源在刚通电的时候NTC的温度往往与室温相当,自身呈高阻值, 可以限制电源主电容充电形成的冲击电流。
由于NTC本质上是一个电阻,因此其多少会形成不必要的电流消耗,从而影响电源的转换效率。不过在PC电源进入正常工作后,会因为自身通电而发热,随之阻值下降, 对电流的限制也会放宽,从而减少对PC电源效能的影响。不过部分追求高效率的电源会设法将NTC的影响降到最低,这就需要用到继电器了。
在海韵X-650电源的二级EMI滤波电路中,位于NTC隔壁的白色方块元件即为继电器。继电器一般并联在NTC热敏电阻上,在开机前处于断开状态,因此在PC电源通电时是NTC热敏电阻在工作;而当PC电源进入正常工作状态后,继电器启动并导通,从而短路NTC热敏电阻,此时NTC热敏电阻不再工作,不再消耗电流,也就不再发热,重新回到高阻态的模式下。
继电器与NTC并联的设计可以在减少电流损耗的同时也提高了PC电源的可靠性。对于追求效率的PC电源来说,NTC热敏电阻几瓦的损耗始终会降低电源的转换效率,而且对于关机后在短时间内再次开机的情况,如果没有继电器,处于高温下的NTC热敏电阻将无法发挥正常作用,因此继电器与NTC在高端电源中往往是配套使用,以达到“鱼与熊掌得兼”的效果。
EMI滤波电路对PC电源以及其它PC硬件会产生什么影响?
PC电源中EMI滤波电路本质上是一个低通滤波器,它可以滤除输入市电中的高频杂波,只让纯净50Hz的交流电进入后续的整流调压电路当中。同时它还可以降低市电中的共模和差模干扰,进一步提升输入电流的纯净度,以确保电源的稳定工作。
没有EMI滤波电路的山寨电源等于没有任何保护
此外PC电源的EMI电路还可以起到保护电源的作用,EMI滤波电路中的MOV以及NTC可以抑制市电输入中的突发电压和突发电流,避免后续电路元件因为电压或电流的冲击而烧毁,可以说是PC电源乃至整台PC的第一道防线。
正常的电源产品,一级EMI滤波与二级EMI滤波都是完整的
除此之外,EMI滤波电路还可以抑制PC电源自身对外发出EMI电磁干扰。由于电子系统包括各种高频信号线、集成电路的引脚以及各类接插件等都可以成为具有天线特性的辐射干扰源,能发射电磁波并影响其它系统或本系统内其他子系统的正常工作,因此电源在正常工作时也是会对外辐射电磁波,并可能干扰其他PC硬件的正常运行,此时EMI滤波电路就可以降低PC电源的EMI,从而保护其它PC硬件不受干扰。
同时由于EMI还会延导线传播,因此还会从PC电源内部沿着电源线进入电网,从而影响电网中其它电子设备的工作,而EMI滤波电路也可以抑制PC电源对电网的影响,确保自身不会对电网产生污染。
因此我们在选购PC电源的时候,选择EMI滤波电路完整的产品是非常重要的,一来可以确保电源自身稳定工作,二来可以确保电源不会影响其它硬件的正常工作。
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