通常對于追求效率的電源來說,NTC熱敏電阻幾瓦的損耗始終會降低電源的轉(zhuǎn)換效率,而且對于關(guān)機后在短時間內(nèi)再次開機的情況,如果沒有繼電器,處于高溫下的NTC熱敏電阻將無法發(fā)揮正常作用,因此繼電器與NTC在高端電源中往往是配套使用,以達到“魚與熊掌得兼”的效果。
PC電源中的EMI濾波電路可以分為一級EMI濾波電路以及二級EMI濾波電路,也就是我們常說的“一級EMI”和“二級EMI”,其中前者一般放置在電源上的AC輸入插座上,有直接把元件焊接在插座上的,也有制作成獨立PCB再與插座連接的;而后者在多數(shù)是放置在PC電源的主PCB上,元件相比一級EMI濾波電路更多,同時也是電源保護系統(tǒng)的重要組成部分。
海韻X-650電源的一級EMI與二級EMI電路組成
當然并不是所有電源都會明顯地區(qū)分“一級EMI”以及“二級EMI”,也有不少產(chǎn)品是把兩者都整合到主PCB上的,不過目前大部分的產(chǎn)品還是會采用分離式的設(shè)計,這樣既可以確保EMI濾波電路能夠完全發(fā)揮作用,同時電源主PCB的布局也不會過于擁擠。
圖中左側(cè)黃色方塊為X電容,右側(cè)兩個藍色元件為Y電容,中間白色磁環(huán)線圈為共模電感
PC電源的一級EMI濾波電路主要由X電容和Y電容組成,X電容和Y電容都屬于安規(guī)電容,其中X電容并接在火線和零線之間,塊頭通常比較大,負責濾除差模干擾;而Y電容則是在火線與地線之間以及零線與地線之間并接的電容,通常以成對的形式出現(xiàn),負責濾除共模干擾。
大部分的PC電源在都會采用一個X電容和一對Y電容組成一級EMI濾波電路,基本上這個屬于主流的標準配置。而有部分產(chǎn)品會在這個基礎(chǔ)上加入共模電感以增強EMI濾波作用,高端PC電源甚至會在這樣的基礎(chǔ)上增加接地金屬罩以加強對EMI的防護效果,如海韻X-650電源就采用了類似這樣的一級EMI濾波電路。
海韻X-650電源的二級EMI濾波電路組成
PC電源的二級EMI濾波電路則是在一級EMI濾波電路的基礎(chǔ)上增添更多元件而來,除了X電容和Y電容外還會有共模電感和差模電感。共模電感(Common Mode Choke) 是擁有兩個繞組的線圈,即上圖中綠色磁環(huán)的電感線圈,其主要作用是抑制市電輸入中的共模干擾,同時也抑制電源本身的共模干擾對外泄漏;而差模電感(Differential Mode Choke) 則是單個繞組的電感線圈,及上圖中的黑色磁環(huán)線圈,其主要用于抑制市電輸出中的差模干擾。
當然二級EMI濾波電路的組成往往不止如此,以海韻X-650電源的二級EMI濾波電路為例,其差模電感的旁邊有一個使用熱縮套包裹的兩腳直插元件,被稱為MOV,即金屬氧化物壓敏電阻(Metal Oxide Varistor),它可以抑制輸入電壓的尖峰,可以起到防止輸入電壓過高以及雷擊保護的作用。
此外NTC即熱敏電阻(Negative Temperature CoeffiCient Resistor)也是二級EMI濾波電路中的常見的元件 ,就是海韻X-650電源的二級EMI電路中位于共模電感旁邊、采用熱縮套包裹的墨綠色元件,具有常溫下高電阻、隨著自身溫度提升阻值迅速減小的特性,電源在剛通電的時候NTC的溫度往往與室溫相當,自身呈高阻值, 可以限制電源主電容充電形成的沖擊電流。
由于NTC本質(zhì)上是一個電阻,因此其多少會形成不必要的電流消耗,從而影響電源的轉(zhuǎn)換效率。不過其在電源進入正常工作后,會因為自身通電而發(fā)熱,隨之阻值下降, 對電流的限制也會放寬,從而減少對電源效能的影響。不過部分追求高效率的電源會設(shè)法將NTC的影響降到最低,這就需要用到繼電器了。
在海韻X-650電源的二級EMI濾波電路中,位于NTC隔壁的白色方塊元件即為繼電器。繼電器一般并聯(lián)在NTC熱敏電阻上,在開機前處于斷開狀態(tài),因此在電源通電時是NTC熱敏電阻在工作;而當電源進入正常工作狀態(tài)后,繼電器啟動并導通,從而短路NTC熱敏電阻,此時NTC熱敏電阻不再工作,不再 消耗電流,也就不再發(fā)熱,重新回到高阻態(tài)的模式下。
繼電器與NTC并聯(lián)的設(shè)計可以在減少電流損耗的同時也提高 了PC電源的可靠性。