摘要：電(dian)源(yuan)(yuan)PCBA加(jia)工(gong)是PCBA加(jia)工(gong)中的(de)一種常(chang)見類(lei)別，部(bu)分(fen)電(dian)子元器件(jian)是電(dian)源(yuan)(yuan)PCBA加(jia)工(gong)中特有(you)(you)的(de)，也有(you)(you)部(bu)分(fen)元件(jian)是電(dian)源(yuan)(yuan)PCBA常(chang)見的(de)。了(le)解(jie)和熟知電(dian)源(yuan)(yuan)PCBA加(jia)工(gong)中常(chang)見元器件(jian)有(you)(you)哪些及各有(you)(you)什么用途，對了(le)解(jie)電(dian)源(yuan)(yuan)PCBA加(jia)工(gong)有(you)(you)一定幫(bang)助。

電源PCBA加工常用電子元器件介紹

交流電輸入插座

此為(wei)(wei)交(jiao)流(liu)電從外部輸入電源的(de)第一(yi)道關卡，為(wei)(wei)了阻隔(ge)來自電力(li)在線干擾，以(yi)及避免(mian)電源運作所產(chan)生(sheng)的(de)交(jiao)換噪聲(sheng)經電力(li)線往外散布干擾其(qi)它用(yong)電裝置，都會(hui)于交(jiao)流(liu)輸入端安裝一(yi)至(zhi)二階的(de)EMI(電磁干擾)Filter(濾(lv)波器)，其(qi)功能(neng)就(jiu)是(shi)一(yi)個低(di)通(tong)濾(lv)波器，將交(jiao)流(liu)電中(zhong)所含高頻的(de)噪聲(sheng)旁路或(huo)是(shi)導向接地線，只(zhi)讓60Hz左右的(de)波型通(tong)過。

上(shang)(shang)面照片中(zhong)(zhong)，中(zhong)(zhong)央為一體式EMI濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)電(dian)(dian)源插座(zuo)，濾(lv)波(bo)(bo)電(dian)(dian)路(lu)整(zheng)個包于鐵(tie)殼中(zhong)(zhong)，能(neng)更有(you)效避免(mian)噪聲(sheng)外泄；右方的(de)則是以(yi)小片電(dian)(dian)路(lu)板制作EMI濾(lv)波(bo)(bo)電(dian)(dian)路(lu)，通常(chang)使(shi)用于無(wu)足夠深(shen)度安(an)裝一體式EMI濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)的(de)電(dian)(dian)源供應器(qi)，少(shao)了鐵(tie)皮外殼多少(shao)會(hui)有(you)噪聲(sheng)泄漏情形；而(er)左邊的(de)插座(zuo)上(shang)(shang)只(zhi)加上(shang)(shang)Cx與Cy電(dian)(dian)容(稍后會(hui)介紹)，使(shi)用這類(lei)設計的(de)電(dian)(dian)源，其EMI濾(lv)波(bo)(bo)電(dian)(dian)路(lu)通常(chang)需(xu)要做在主電(dian)(dian)路(lu)板上(shang)(shang)，若是主電(dian)(dian)路(lu)板上(shang)(shang)的(de)EMI電(dian)(dian)路(lu)區(qu)空(kong)空(kong)如也，就代表該區(qu)組件被省(sheng)略掉了。

目前使(shi)用12公分風(feng)扇的電源(yuan)供(gong)應器(qi)內部空間都不(bu)太(tai)能塞(sai)下一體式EMI濾(lv)波器(qi)，所(suo)以大多采用照片左右兩(liang)邊(bian)的做法。

X電容(Cx，又稱為跨接線路濾波電容)

這是EMI濾波電(dian)路(lu)組成中，用來跨(kua)接火線(xian)(xian)(L)與(yu)中性線(xian)(xian)(N)間(jian)的電(dian)容(rong)，用途是消(xiao)除(chu)來自電(dian)力線(xian)(xian)的低通常態噪聲(sheng)。

外觀如照片所示為方型，上方會打(da)上X或X2字樣。

Y電容(Cy，又稱為線路旁通電容器)

Y電容為(wei)跨接于浮接地(FG)和火(huo)線(L)/中(zhong)性線(N)之(zhi)間，用來消除高通常態及(ji)共態噪聲。

Y電容的外觀如照片呈圓(yuan)餅狀

而計算機用(yong)電(dian)(dian)源中(zhong)的(de)FG點與金屬(shu)外(wai)殼、地線(E)及輸(shu)出端0V/GND共接(jie)(jie)(jie)，所以未連接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)地線時，會(hui)經由兩顆(ke)串(chuan)聯的(de)Cy電(dian)(dian)容分壓出輸(shu)入電(dian)(dian)源一半的(de)電(dian)(dian)位(wei)差(Vin/2)，人體碰觸到后就有可(ke)能產生感電(dian)(dian)現象。

共態扼流圈(交連電感)

共模態(tai)扼流(liu)圈(quan)在濾波電(dian)(dian)路中為串聯在火線(xian)(L)與中性線(xian)(N)上，用來消除電(dian)(dian)力在線(xian)低通共態(tai)以及射頻噪聲。有些電(dian)(dian)源的輸(shu)入端(duan)線(xian)路，會有纏繞在磁芯上的設計(ji)，也(ye)可以當作(zuo)是(shi)簡單的共態(tai)扼流(liu)圈(quan)。

其外觀有環形(xing)與(yu)類似變壓(ya)器(qi)的方(fang)形(xing)，部分(fen)可以見到外露的線圈。

所謂(wei)共態(tai)噪聲，代表是L/N線(xian)對(dui)于地線(xian)E間(jian)的(de)噪聲，而常態(tai)噪聲，則是L與N線(xian)之(zhi)間(jian)的(de)噪聲，EMI濾(lv)波器功(gong)能主要是消除及阻擋這兩(liang)類(lei)噪聲。在(zai)EMI濾(lv)波電路之(zhi)后(hou)的(de)是瞬時保護電路及整(zheng)流電路，常見的(de)組(zu)件如下(xia)。

保險絲

保險(xian)絲(si)就是(shi)當其(qi)流(liu)過(guo)其(qi)上的電(dian)流(liu)值超出額定限度時，會以熔(rong)斷的方式(shi)來保護連接(jie)于后端電(dian)路(lu)，一(yi)般使用于電(dian)源供(gong)應器中的保險(xian)絲(si)為快熔(rong)型(xing)，比較好的會使用防(fang)爆式(shi)保險(xian)絲(si)，其(qi)與一(yi)般保險(xian)絲(si)最大的差別是(shi)外管為米色陶瓷管，內填充防(fang)火材質避免(mian)熔(rong)斷時產生火花(hua)。

其安裝于(yu)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)的(de)方(fang)(fang)式有如圖片上(shang)方(fang)(fang)的(de)固(gu)定(ding)式(兩端直接(jie)套上(shang)導線座并焊(han)于(yu)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang))以及圖片中(zhong)央的(de)可拆卸(xie)式(使用(yong)金屬夾片固(gu)定(ding))。下方(fang)(fang)的(de)方(fang)(fang)形組(zu)件是(shi)溫度保(bao)(bao)(bao)(bao)險絲(si)，這(zhe)類保(bao)(bao)(bao)(bao)險絲(si)固(gu)定(ding)于(yu)大(da)功(gong)率水(shui)泥(ni)電(dian)阻或(huo)是(shi)功(gong)率組(zu)件的(de)散(san)熱片上(shang)，主(zhu)要是(shi)用(yong)于(yu)超溫保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)，避免組(zu)件過熱而(er)損壞或(huo)發生火災，這(zhe)類保(bao)(bao)(bao)(bao)險絲(si)也有與電(dian)流保(bao)(bao)(bao)(bao)險絲(si)結合(he)的(de)版本，對(dui)電(dian)流及溫度進行(xing)雙重保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)。

負溫度系數電阻(NTC)

因為電(dian)(dian)(dian)源(yuan)接(jie)通電(dian)(dian)(dian)源(yuan)瞬間(jian)，其(qi)(qi)(qi)(qi)內(nei)的高壓(ya)端電(dian)(dian)(dian)解電(dian)(dian)(dian)容屬(shu)于(yu)無電(dian)(dian)(dian)狀態，充(chong)電(dian)(dian)(dian)瞬間(jian)將產(chan)生過大(da)電(dian)(dian)(dian)流(liu)突(tu)波以(yi)及(ji)線路(lu)壓(ya)降，可能使(shi)橋式整流(liu)器等組件(jian)超(chao)出其(qi)(qi)(qi)(qi)額定電(dian)(dian)(dian)流(liu)而燒壞。NTC使(shi)用(yong)時串(chuan)聯于(yu)L或(huo)N線路(lu)上，啟動時其(qi)(qi)(qi)(qi)內(nei)部阻(zu)(zu)抗值可以(yi)限制(zhi)充(chong)電(dian)(dian)(dian)瞬間(jian)的電(dian)(dian)(dian)流(liu)值，而負溫(wen)度系(xi)數的定義是其(qi)(qi)(qi)(qi)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)會隨(sui)(sui)其(qi)(qi)(qi)(qi)溫(wen)度上升(sheng)而降低，所以(yi)隨(sui)(sui)著電(dian)(dian)(dian)流(liu)流(liu)過本體使(shi)溫(wen)度逐漸升(sheng)高后，其(qi)(qi)(qi)(qi)阻(zu)(zu)值會隨(sui)(sui)著降低，避免(mian)造成不必要功率(lv)消耗(hao)。

其外觀大(da)多為黑(hei)色及墨綠色的圓餅狀元件(jian)

但其(qi)缺點是電源(yuan)處于熱機狀態(tai)下啟動時，其(qi)保(bao)護效(xiao)果會(hui)打(da)上(shang)折扣，且(qie)即使阻抗可隨溫度降低，仍會(hui)消耗些(xie)許功(gong)率，所以目(mu)前高效(xiao)率電源(yuan)大多(duo)采(cai)用更進階的瞬時保(bao)護電路(lu)。

金氧變阻器(MOV)

變阻(zu)器跨接(jie)于(yu)保(bao)險絲(si)后(hou)(hou)端的火線(xian)與地(di)線(xian)間，其動作(zuo)原理為當其兩端電(dian)(dian)壓(ya)差低(di)于(yu)其額定電(dian)(dian)壓(ya)值時，本體(ti)呈(cheng)(cheng)現(xian)高阻(zu)抗(kang)；當電(dian)(dian)壓(ya)差超出(chu)其額定值，本體(ti)電(dian)(dian)阻(zu)會(hui)急速下降，L-N間呈(cheng)(cheng)現(xian)近似短(duan)(duan)路(lu)狀態(tai)，前(qian)端的保(bao)險絲(si)因(yin)短(duan)(duan)路(lu)而(er)升高的電(dian)(dian)流將會(hui)使其熔斷，以保(bao)護后(hou)(hou)端電(dian)(dian)路(lu)，有時本體(ti)承受功率過大時，亦以自毀方式來警告使用者該裝置(zhi)已經出(chu)現(xian)問題。

通(tong)常(chang)用于電源供應器交流輸入(ru)端，當輸入(ru)交流發生過電壓時能及時讓保險絲熔(rong)斷(duan)，避免使內部組件損(sun)壞。其顏色與外觀與Cy電容很(hen)接近(jin)，不過可以從組件上面的字樣及型(xing)號來分別其不同。

橋式整流器

內部由四顆二極管交(jiao)(jiao)互連(lian)接所構成(cheng)的橋式整(zheng)流器，其功用(yong)(yong)是將輸入交(jiao)(jiao)流進(jin)行全(quan)波整(zheng)流后，供后端交(jiao)(jiao)換電(dian)路使用(yong)(yong)。

其(qi)(qi)外觀與大小會隨著(zhu)組件額(e)定(ding)電(dian)壓(ya)及電(dian)流(liu)的(de)不同而有所差異，部分電(dian)源(yuan)供應(ying)器會將其(qi)(qi)固定(ding)于散(san)熱片上，協助其(qi)(qi)散(san)熱，以利穩定(ding)的(de)長時間運作。經過整流(liu)后(hou)，便進(jin)入(ru)功率級一(yi)次側的(de)交換電(dian)路，這里的(de)組件決(jue)定(ding)了電(dian)源(yuan)供應(ying)器的(de)各路最大輸出能力(li)，是電(dian)源(yuan)供應(ying)器相當重要的(de)一(yi)部份(fen)。

開關晶體管

在(zai)交(jiao)換(huan)電(dian)路(lu)(lu)中作為無接點快速電(dian)子開關(guan)，依控(kong)制信(xin)號(hao)導通及(ji)截止，決(jue)定電(dian)流是否(fou)流過，于主動功率因子修正電(dian)路(lu)(lu)以及(ji)功率級一次側電(dian)路(lu)(lu)扮演(yan)重要角色。

照(zhao)片中上方(fang)為電源內常見的N MOSFET(N型(xing)金氧半導(dao)體場效晶體管(guan))，下方(fang)則是NPN BJT(NPN型(xing)雙接面晶體管(guan))。

隨著(zhu)開(kai)關(guan)組(zu)件的(de)電路組(zu)成(cheng)方式(shi)(shi)(shi)，可構成(cheng)雙(shuang)晶順向式(shi)(shi)(shi)、半橋式(shi)(shi)(shi)、全橋式(shi)(shi)(shi)、推挽式(shi)(shi)(shi)等等不同(tong)的(de)功(gong)率級拓墣，在講(jiang)求高(gao)效率的(de)電源供應(ying)器內，也有使用開(kai)關(guan)晶體構成(cheng)同(tong)步整流(liu)電路以及DC-DC降(jiang)壓電路的(de)應(ying)用。

變壓器

為(wei)何稱(cheng)為(wei)隔離型交換(huan)式降壓(ya)電(dian)源，就(jiu)是因為(wei)使(shi)用變(bian)壓(ya)器作(zuo)為(wei)高低電(dian)壓(ya)分隔，并利用磁能進行能量交換(huan)，不僅可以(yi)避(bi)免(mian)高低壓(ya)電(dian)路故障時(shi)的漏電(dian)危(wei)險，也能簡(jian)單產生(sheng)多種電(dian)壓(ya)輸出(chu)。因其運作(zuo)頻率較高，變(bian)壓(ya)器體積較一般交流變(bian)壓(ya)器要來得小。

因為(wei)(wei)(wei)變(bian)壓(ya)器(qi)為(wei)(wei)(wei)功率傳(chuan)(chuan)遞路(lu)徑之一，目(mu)前大輸出(chu)電源有使(shi)用(yong)多變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)(de)設計，避免單一變(bian)壓(ya)器(qi)發生飽和現象(xiang)而限制(zhi)功率的(de)(de)輸出(chu)。照片中(zhong)上方較小的(de)(de)變(bian)壓(ya)器(qi)為(wei)(wei)(wei)輔助電源電路(lu)以及(ji)信號傳(chuan)(chuan)遞用(yong)的(de)(de)脈沖變(bian)壓(ya)器(qi)，下方較大者為(wei)(wei)(wei)主要功率變(bian)壓(ya)器(qi)以及(ji)環(huan)形的(de)(de)二次側調整用(yong)變(bian)壓(ya)器(qi)。

以變壓器(qi)作為隔離分界，二(er)次側的輸出電壓已經比一次側要低上(shang)許多，不(bu)過還(huan)需(xu)要經過整流、調整以及(ji)濾波平滑等(deng)電路，才會變成(cheng)計(ji)算(suan)機零(ling)件所(suo)需(xu)的各(ge)電壓直流電。

二極管

電(dian)源供(gong)應器內部(bu)，隨(sui)著各部(bu)電(dian)路要求及輸出大小(xiao)而使用不同種(zhong)類(lei)以及規格，除(chu)了一般的硅二極管(guan)外(wai)，還(huan)有蕭特基障壁二極管(guan)(SBD)、快速(su)回復二極管(guan)(FRD)、齊納二極管(guan)(ZD)等種(zhong)類(lei)。

圖片中為二(er)極(ji)管常見的(de)封裝形式(shi)。

FRD主要(yao)用(yong)于(yu)主動功率(lv)因子(zi)修(xiu)正以及功率(lv)級一(yi)次側電路；SBD用(yong)于(yu)功率(lv)級二次側，將(jiang)變壓器輸出進行整流；ZD則(ze)是作為電壓參考(kao)用(yong)。

電感器

電(dian)感器隨著磁芯(xin)結構(gou)、感抗值、電(dian)路上安裝位置的(de)不同，可以作(zuo)為交換電(dian)路中的(de)儲能組件、磁性放(fang)大電(dian)路的(de)電(dian)壓調(diao)整組件以及二次側(ce)整流后輸出濾波使用，于電(dian)源供應器中廣泛使用。

圖片中電感形(xing)狀(zhuang)有環(huan)形(xing)及圓柱型，隨著感值(zhi)及電流承受力而有不(bu)同的圈(quan)數以及漆包線(xian)粗(cu)細。

電容器

如電(dian)(dian)感器(qi)(qi)般，電(dian)(dian)容(rong)器(qi)(qi)同樣也(ye)作為(wei)儲能組件以及(ji)漣波平滑使用(yong)。為(wei)了(le)承受整流后的(de)(de)高壓直流，高耐(nai)壓電(dian)(dian)解(jie)電(dian)(dian)容(rong)用(yong)于電(dian)(dian)源供應器(qi)(qi)一(yi)次側電(dian)(dian)路(lu)；為(wei)了(le)降低輸出下電(dian)(dian)解(jie)電(dian)(dian)容(rong)連續(xu)充放電(dian)(dian)時造成的(de)(de)損失(shi)，二次側電(dian)(dian)路(lu)則大量使用(yong)高耐(nai)溫長壽低阻抗電(dian)(dian)解(jie)電(dian)(dian)容(rong)。

圖片中下方較(jiao)大者為(wei)用于一(yi)次側(ce)的高耐壓電解電容，上方較(jiao)低耐壓則使(shi)用于二(er)次側(ce)及外圍控制(zhi)電路。

因電(dian)容內有化學物(wu)質(電(dian)解(jie)液)的(de)關(guan)系，工作溫度對電(dian)解(jie)電(dian)容的(de)壽(shou)命有相當影響，所以長時間(jian)下運作，除了維持電(dian)源供應(ying)器的(de)良好(hao)散熱外，其使用的(de)電(dian)解(jie)電(dian)容廠牌及系列也決定(ding)電(dian)源供應(ying)器穩定(ding)運作的(de)可靠度及壽(shou)命。

電阻器

電(dian)阻器(qi)用于限制電(dian)路(lu)上流(liu)過(guo)的(de)電(dian)流(liu)，并于電(dian)源供應器(qi)關閉后釋放電(dian)容器(qi)內所儲存的(de)電(dian)荷，避免產生(sheng)電(dian)擊事故(gu)。

圖片(pian)中左方為大(da)功率(lv)水泥電阻(zu)，可承受較大(da)功率(lv)超額，右方則為一般(ban)常(chang)見(jian)的(de)電阻(zu)，其上的(de)色碼標示出其阻(zu)值(zhi)及誤(wu)差。

上述組件(jian)構成的電(dian)路(lu)若是(shi)沒有搭配控制電(dian)路(lu)的話，是(shi)無法發揮其功能的，而各路(lu)輸出(chu)也需要隨時(shi)監視管理，當發生任何異常時(shi)就要立即切(qie)斷輸出(chu)，以保護計算(suan)機零組件(jian)的安(an)全。

各種控制IC

電源供應器內的(de)控(kong)(kong)制IC，依其(qi)安(an)裝位置及用(yong)途(tu)來分，有作為PFC電路(lu)用(yong)、功率級一次側PWM電路(lu)用(yong)、PFC/PWM整合(he)控(kong)(kong)制用(yong)、輔助電源電路(lu)用(yong)整合(he)組件、電源監(jian)控(kong)(kong)管理IC等等。

PFC電路(lu)用：作為(wei)主動功率(lv)因(yin)(yin)子(zi)修正電路(lu)控(kong)制，使電源供(gong)應器可維持(chi)一定的功率(lv)因(yin)(yin)子(zi)，并減(jian)少高(gao)次諧波產生。

功率級一次(ci)側PWM電(dian)路(lu)用：作為功率級一次(ci)側開關晶體驅(qu)動用PWM(脈寬調變)信號(hao)產生，隨著電(dian)源輸出(chu)狀(zhuang)態(tai)對其任(ren)務周期(Duty Cycle)的控(kong)制(zhi)。一般(ban)常見的有UC3842/3843系列等PWM控(kong)制(zhi)IC。

PFC/PWM整合(he)控(kong)制用：將(jiang)上(shang)述兩種(zhong)控(kong)制器結(jie)合(he)于單(dan)一(yi)IC中，可(ke)使(shi)電(dian)路更(geng)為(wei)簡(jian)化，組件數目減少(shao)，縮小體積外也(ye)降(jiang)低故(gu)障率。例如常見的CM680X系(xi)列，就是PFC/PWM整合(he)控(kong)制IC。

輔(fu)助電(dian)源電(dian)路用整合組件(jian)：因為電(dian)源關閉(bi)后，輔(fu)助電(dian)源電(dian)路仍需持續輸(shu)出(chu)，所(suo)以(yi)必須自成一獨立系(xi)統，因其輸(shu)出(chu)瓦數不(bu)需太高，所(suo)以(yi)使用業界小(xiao)功率(lv)整合組件(jian)作為其核心，例如PI的TOPSwitch系(xi)列(lie)。

電(dian)(dian)源(yuan)監控(kong)管理IC：進行各路輸出(chu)的UVP(低電(dian)(dian)壓(ya)保(bao)(bao)護(hu))、OVP(過(guo)(guo)電(dian)(dian)壓(ya)保(bao)(bao)護(hu))、OCP(過(guo)(guo)電(dian)(dian)流保(bao)(bao)護(hu))、SCP(短路保(bao)(bao)護(hu))、OTP(過(guo)(guo)溫(wen)度保(bao)(bao)護(hu))監視及(ji)保(bao)(bao)護(hu)，當超出(chu)其設(she)定(ding)值后(hou)，便會關閉并(bing)鎖定(ding)控(kong)制電(dian)(dian)路，停止電(dian)(dian)源(yuan)供應器輸出(chu)，待故障(zhang)排除后(hou)才可重新啟動。

除了上(shang)述組件外，其(qi)它還有(you)廠商視需要(yao)自行加(jia)上(shang)的IC，例如風扇控制IC等等。

光耦合器

光耦合器主要是用(yong)于高(gao)壓電(dian)(dian)路與(yu)低(di)(di)(di)壓電(dian)(dian)路的信號傳遞(di)，并維持其電(dian)(dian)路隔離，避(bi)免發生(sheng)故障時(shi)高(gao)低(di)(di)(di)壓電(dian)(dian)路間(jian)產生(sheng)異(yi)常電(dian)(dian)流流動，使低(di)(di)(di)壓組件損壞。其原理就是使用(yong)發光二(er)極管與(yu)光敏晶體管，利(li)用(yong)光來進(jin)行信號傳遞(di)，且因為兩(liang)者(zhe)并無電(dian)(dian)路上的連結，所以可以維持兩(liang)端電(dian)(dian)路的隔離。

總結：電源PCBA加工中常涉(she)及(ji)到(dao)的電子(zi)元(yuan)器(qi)件大致(zhi)上有以下類型：交(jiao)流電輸(shu)入插座、跨(kua)接(jie)線路濾波電容、線路旁通電容、交(jiao)連(lian)電感、保(bao)險絲、負溫度系(xi)數電阻(zu)、金(jin)氧(yang)變(bian)阻(zu)器(qi)、橋式(shi)整(zheng)流器(qi)、開關晶體管、變(bian)壓器(qi)、二(er)極管、光耦合(he)器(qi)等。

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