作者wolflsi (港都狼仔)
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标题[心得] 近期电源常见术语及结构说明
时间Sun Sep 24 12:39:48 2017
最近市场上电源有几个常见术语及结构，这篇文章在下提供简单的解释
1.双DC-DC
DC-DC电路的全名是直流转直流电源电路，以往在主机板/显示卡上最为常见(转换CPU/GPU
的核心电压、记忆体及周边电路零件所需电压等)，另一个比较常听到的是VRM(Voltage
Regulator Module电压调节模组)，主要是进行不同电压的转换，在电源中使用的DC-DC就
是将12V转换成3.3V、5V、-12V等电压，因为DC-DC电路多采交换式(Switching)结构，比
起传统电源采用的磁放大(Magnetic Amplifier)电路有更高的效率，另外经12V转换出
3.3V/5V，彼此输出电流不平均下的影响可以降到最低，对於现今使用12V为主的电脑系统
，可避免因为3.3V/5V负载量影响12V的输出，所以目前比较好的电源，尤其是高效率机种
，都会采用双DC-DC甚至三DC-DC的架构
2.交叉调整率Cross-Regulation
Cross-Regulation又被称作交叉调整率，因为电脑用电源供应器属於多输出电源，同时输
出3.3V/5V/12V/-12V，传统电源上，只要3.3V/5V/12V其中一组输出的电流发生变动，其
他组的输出电压就会受到影响。以目前电脑系统配置来说，CPU/GPU主要用电都集中在12V
上，3.3V/5V消耗量已不如以往，采单主变压器并使用单组磁放大电路稳定3.3V的传统电
源在12V负载加重时，电源供应器为了避免3.3V/5V电压受到影响(超压)，此时12V电压会
被”牵制住”而产生压降。为了解决这种问题，电源开始采用双磁放大电路，也就是同时
使用磁放大电路稳定3.3V/5V，不过单磁放大与双磁放大都会因为电压调整范围不够，而
无法同时满足电源输出轻载与重载下的条件，尤其Intel在Haswell平台开始，要求在节能
模式下12V必须要能输出最低0.05A电流的要求，对於传统单磁/双磁放大的电源，12V轻载
下的3.3V/5V输出也会受到其影响，当时为了这个问题，部分高瓦数电源采用3.3V/5V一组
功率级、12V一组功率级的设计，不过因为体积占用过大，後续就由双DC-DC电路去取代，
以目前电源来说，采用双DC-DC是目前改善交叉调整率的一个主要方法
3.无桥式APFC
80PLUS认证中的钛金(Titanium)认证，115V输入下其输出百分比及转换效率要求分别为
10%输出90%效率、20%输出92%效率、50%输出94%效率、100%输出90%效率，除了
20%/50%/100%输出下的转换效率必须要提升外，还多要求一个10%下的轻载转换效率，大
部分高效率电源在轻载时会采用调降APFC电压、进入跳周期模式(Skipped Mode)来降低功
耗，但是为了改善整体转换效率，钛金高效率电源开始采用Bridgeless APFC(无桥式主动
功因修正)，顾名思义就是把APFC电路中，用来处理所有交流转直流电源功率的桥式整流
器，使用原本APFC终就会使用的高速MOSFET及碳化矽萧特基(SiC Schottky)高压二极体来
取代，因为MOSFET有低导通阻抗的特性，比起传统桥式整流器存在1.4V(全波整流下每周
期会经过两颗二极体0.7V*2)的顺向偏压损失，要有更低的功率消耗，整体APFC电路可因
此减少5~8%的效率损失。依照结构，有分为Bridgeless(无桥)、Dual-Boost(双升压)、
Semi-Bridgeless(半无桥)、PSSB(Phase-Shift Semi-Bridgeless移相半无桥)、
Totem-Pole Bridgeless(图腾柱无桥)
4.谐振转换器Resonant Converter
电源中转换器(Converter)的主要功用就是负责将APFC输出的高压直流转换成低压直流12V
，也常被称功率级(Power Stage)，相较於传统电源使用的PWM(脉宽调变)转换器，80PLUS
金牌/白金牌效率电源大多采用谐振转换器(Resonant Converter)，透过谐振电感与谐振
电容组合的谐振槽(Resonant Tank)，以频率调变(FM)方式来控制输出的功率。电脑电源
中最常见的是LLC谐振槽电路，经由谐振槽的激磁电流，能让一次侧MOSFET寄生电容能量
消除，使其运作在ZVS(零电压切换)区间，可让MOSFET降低开关应力，部分厂商在LLC谐振
电路上也有一些改良款，使其有更宽的最佳转换效率区间及更小的频率调变区间，让电源
有更好的效能。电脑用电源设计上常见的有HB LLC(半桥式LLC)、FB LLC(全桥式LLC)，半
桥式使用的MOSFET数量为全桥式的一半，其驱动电路也比较简单，不过在大功率电源上，
仍以全桥电路设计采用较多
5.同步整流Synchronous Rectifier
主功率级经过变压器转换後，二次侧需要经过整流才会从高频交流变成直流电，传统电源
使用萧特基障壁二极体(Schottky Barrier Diode，SBD)来进行整流，因为其带有
0.3~0.5V的顺向偏压损失，虽比起矽二极体的0.7V要低，但仍会造成损失，随着输出电流
增加，其损失的功率也就越高(损失功率=顺向偏压X流过电流)，即使并联多颗SBD，也只
是降低每一颗所负担的功率损失，避免单颗集中过高功耗导致过热烧毁，整体功率损失仍
不会改变。而MOSFET传输损耗是由其RDS(ON)乘上平方电流来决定，所以采用更低RDS(ON)
的MOSFET，可降低其传输损耗，若是并联更多的MOSFET，电流分配到多颗MOSFET上时，产
生的传输损耗会更小。例如分担到两颗MOSFET，每个元件损耗可以减少1/4(1/2平方为
1/4)，整体损耗就可下降一半，所以在高效率电源上，二次侧大量采用同步整流，大功率
电源还会并联多颗MOSFET，以降低二次侧所产生的损耗，也可降低产生的热量及提高转换
效率。同步整流中另一个主角是同步整流控制器(SR Controller)，须具备高切换频率、
大电流MOSFET驱动能力，也需要保护电路，避免高端(High-side)与低端(Low-side)的同
步整流MOSFET被同时启动导致短路造成损坏
报告完毕，谢谢收看
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1F：推 SmonSo : 推狼大 09/24 12:40
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16F：推 kenApp : 谢狼大解说 09/24 13:00
17F：推 luganzhin : 推 09/24 13:01
18F：推 goldie : 狼大文，先推。 09/24 13:01
19F：推 Luciferspear: 跪 09/24 13:02
20F：推 jeffzero : 是不是该收精华？ 09/24 13:04
21F：推 pold123 : 签到 09/24 13:04
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26F：推 dnaspirit : 推 感谢狼大 09/24 13:18
27F：推 wei821101 : 推 09/24 13:20
28F：推 MoneyBlue : 先推再说 09/24 13:20
29F：推 tentryway : 先推再说啦! 09/24 13:23
30F：推 JoyRex : 谢谢柯普文 09/24 13:25
31F：推 askseeknock : 深入浅出，已跪！ 09/24 13:25
32F：推 selnec : 长知识推 09/24 13:26
33F：推 Litfal : 这些东西有什麽是换了更先进的会降低成本的吗？还是 09/24 13:27
34F：→ Litfal : 都更贵？ 09/24 13:27
主要是为了提升转换效率及性能表现
例如一次侧MOSFET要用低阻抗+强化软交换型号，二次侧同步整流要换低阻抗+耐大电流
改良变压器设计等等，这些都是要成本，且用在低瓦数上不太划算
35F：推 Feketerigo : 推狼大 长知识 09/24 13:28
36F：推 Burney000000: 推狼大科普 09/24 13:30
37F：推 ang728 : 都会更贵而已 09/24 13:32
$_$
不过量产以後是可以分担研发/试制成本
38F：推 libramai : 跪推 09/24 13:33
39F：推 SCL13 : 长知识推 09/24 13:42
40F：推 vakaTNT : 赶快推，免得被人发现自己看不懂 09/24 13:44
41F：推 alen60212 : 推 09/24 13:45
42F：推 non036 : 推狼大！狼大推！ 09/24 13:46
43F：推 doomerptt : 推 09/24 13:49
44F：推 ken720331 : 推 09/24 13:56
45F：推 yys310 : 科普推 09/24 14:00
46F：推 hankower : 快推 免得别人以为我看不懂 09/24 14:00
47F：推 Lumia625 : 写得很清楚给推 不过这真的有有电子电路基础才好懂 09/24 14:05
常被抱怨评测看不懂(泪奔)
难道也要来个星级评分?
48F：推 kagayama : 推 09/24 14:06
49F：推 toploader : 这类文章超重要，跟辞典一样 09/24 14:12
50F：推 ronald279 : 推 09/24 14:13
51F：推 POH14 : 我文组不懂 09/24 14:15
52F：推 rtwodtwo : 电路学... 我的头又开始痛了 09/24 14:17
53F：推 mizumutsuki : 文组不懂+1，但加减看，希望能学到一点东西 09/24 14:23
54F：→ mizumutsuki : 希望日後有机会了解 09/24 14:23
55F：推 SPDY : 推 09/24 14:25
56F：推 vasia : 强 09/24 14:29
57F：推 remia81 : 推 09/24 14:33
58F：推 doomerptt : 反正白金以下的 (1)半桥/全桥(高瓦)LLC谐振 09/24 14:35
59F：→ doomerptt : 白金,金,银(振华),铜(少见 如:振华/七盟) 09/24 14:35
60F：→ doomerptt : (2)主动钳位顺向式 80+有 金,银,铜(少见 如:bq) 09/24 14:35
61F：→ doomerptt : (3)双晶顺向式 80+有 金(少见 如:保锐cwt代工),银( 09/24 14:35
62F：→ doomerptt : 少见 如:全汉/cwt),铜,白 09/24 14:36
63F：→ doomerptt : 2次侧 SBD整流/mosfet同步整流 09/24 14:36
64F：→ doomerptt : 再来 单磁性放大(12v+5v共用电感) 09/24 14:36
65F：→ doomerptt : 双磁性放大(12v 5v 3.3v独立电感)目前市面几乎消失 09/24 14:36
66F：→ doomerptt : dc to dc,整流变12v,3.3v+5v再从12v分出来用(12vdc 09/24 14:37
67F：→ doomerptt : to dc出3.3v,5v) 09/24 14:37
高效率中比较奇葩的就金钛极/皇钛极，用改良APFC+主动箝位弄出金牌跟白金
当然二次侧设计也是一个点，不过後来也都是改LLC+双DC-DC了
68F：推 Parodius : 看不懂必推 ! 09/24 14:40
※ 编辑: wolflsi (114.40.149.141), 09/24/2017 14:46:22
69F：推 goldie : 长知识了！谢谢。 09/24 14:42
70F：推 CHOCOLA1983 : 狼大先推了，虽然我看不董 XD 09/24 14:42
71F：推 vic81324 : 推推 09/24 14:45
72F：推 JiYeonSHINY : 先推 以免被人家说看不懂 09/24 14:46
73F：推 a3460981 : 看不懂自首 09/24 14:46
74F：推 ping870224 : 只看懂一半@@ 09/24 14:48
75F：推 yijen321 : 长知识推 09/24 14:49
76F：推 doomerptt : 还有皇太极白金齁 忘了@@ 09/24 14:52
这样要做好几支牌子(误)
78F：→ w113353 : 来个狼式认证标准(? 09/24 14:59
79F：推 mars0803 : 推狼大 09/24 15:01
80F：推 twosheep0603: 想起电子学跟电路学 头又开始痛了 09/24 15:07
81F：推 jeff0501 : 推 09/24 15:12
82F：推 yafx4200p : 电虾教科书 09/24 15:15
83F：推 cccon1ine : 先推再看‼ 09/24 15:16
84F：推 Azure5200 : 推 09/24 15:23
85F：推 Cubelia : 赞 09/24 15:26
86F：推 DirtyMoney : 推 09/24 15:27
87F：推 soane : 推！ 09/24 15:38
88F：推 aksone : 有狼就给推(?) 09/24 15:50
89F：推 opsoo : 看不懂可是看得出你很认真 09/24 15:58
90F：推 yuijrt : 看到一半放弃只能推 09/24 16:13
91F：推 darkdeus : 长知识了 09/24 16:19
92F：推 peterkuo : 推 09/24 16:31
93F：推 Kowdan : 先推再看 09/24 16:38
94F：推 mongduo : 推推 09/24 16:44
95F：推 delaluna : 所以皇钛极算是用比较难做高效率的架构 靠堆料把 09/24 16:48
96F：→ delaluna : 效率称上去吗? 09/24 16:48
也不算是堆料，只是用了比较特别的作法
APFC改良、主动箝位顺向、主变压器出12V/5V采同步整流、AC-DC转3.3V
比较像是单磁放大改良版
97F：→ azuredon : 谢谢分享 09/24 16:49
98F：推 kme6833291 : 推 09/24 16:59
99F：推 doomerptt : 比较难做高效率的架构是双晶顺向,真正的堆料 09/24 17:17
101F：→ doomerptt : 就只靠传统的双晶顺向式 同部整流 dc to dc 09/24 17:19
DSA也算是CWT长青系列，改了好几代
102F：推 darktasi : 推 09/24 17:51
103F：推 ctes940008 : 推 09/24 17:58
104F：推 kevin911282 : 优文 直接推 慢慢看 09/24 18:14
105F：推 zx3017 : 跪 09/24 18:29
106F：推 Peteroo : 推 太受用了 09/24 18:33
107F：推 oct710226 : 推专业 09/24 18:35
108F：推 david10ne : 推 09/24 18:37
109F：推 kevinyin : 收！ 09/24 18:48
110F：推 l0l1c0n : 推 学习中很有用 09/24 19:02
111F：推 vincentwg : 狼大专业! 09/24 19:09
112F：推 yuoyaiv : 超用心 推推了 09/24 19:13
113F：推 zecters2011 : 好文值得细细研究 09/24 19:25
114F：推 pttresident : push 09/24 19:44
115F：推 W96U : 长知识了 09/24 19:44
116F：推 OolightoO : 推 09/24 19:57
117F：推 nomosa : 纯推港都老狼 09/24 19:57
118F：推 ted10 : 推 09/24 20:00
119F：推 FTICR : 推 好文！ 09/24 20:11
120F：推 eternal3326 : 推好为人师 09/24 20:13
121F：推 twonia : 推，专业 09/24 20:23
122F：推 Windcws9Z : 推狼大 09/24 20:31
123F：推 fake0824 : 用心,推 09/24 20:33
124F：推 TrueX67 : 推 09/24 20:45
125F：推 felaray : 推 09/24 20:48
126F：推 iloserSD : 先推再看 09/24 21:13
127F：推 myq : ... 09/24 21:31
128F：推 rabbit80891 : 推! 09/24 21:38
129F：推 lalo : 学到很多 知4无价 跪 09/24 22:04
130F：嘘 st09094238 : 看不懂辣 09/24 22:05
131F：→ x10afreedom : 推 09/24 22:09
132F：推 sdbb : 有看有推 09/24 22:22
133F：推 seanflower : 推 09/24 23:06
134F：→ ang728 : 以前的CWT的双晶金牌平台就是堆料王阿 09/24 23:08
出厂应该会先挑一下，效率没过的刷下来
135F：推 mesmerising : 推！ 09/24 23:17
136F：推 sufate : 推科普 09/24 23:38
137F：推 jackysai : 朝圣狼大 09/24 23:48
138F：推 leolun8122 : 电力电子 推一个 09/25 00:10
139F：推 hellomotogg : 推狼仔认证 09/25 00:33
140F：推 cmid05 : 推 09/25 00:43
141F：推 Subliminal : 才疏学浅看不太懂，但推您的热心 09/25 00:45
142F：推 nfbsabc : 感谢分享 推 09/25 00:47
143F：推 taxi567 : 推 09/25 00:47
144F：推 Bimatow : 推狼大专业文 09/25 01:21
145F：推 mustangccx : 推 09/25 01:37
146F：推 q4032005 : 推一个 09/25 01:47
147F：推 borry6299 : 借版问一下，1080ti用rm550x推如何，360水冷排3+3 09/25 01:49
148F：→ borry6299 : 风扇 09/25 01:49
149F：推 wryyyyyyyy : 推 09/25 01:53
150F：推 prn258 : 3.好像也能叫同步整流? 简单但是砸钱的同步整流XD? 09/25 03:02
换个方向也能这麽说，把MOSFET与SiC Schottky当成整流兼升压元件
少掉一个桥整浪费，但得用两组MOSFET+SiC，而且很吃设计，没弄好EMI会不好解
151F：推 angel2210 : 推推 09/25 03:02
152F：推 memori0319 : 推 09/25 05:40
153F：推 LastAttack : 推 09/25 05:46
154F：推 wax0000 : 电力组给推 09/25 07:14
155F：→ lolpklol0975: .....这不是 网路上都查的到的基本知识吗 09/25 07:30
156F：→ lolpklol0975: 复制贴上 厂厂 09/25 07:31
157F：推 Windcws9Z : 楼上也请你复制贴上发一篇文拔 厂厂 09/25 07:47
158F：推 max5566 : 强 09/25 07:59
159F：→ max5566 : 某楼神逻辑 那干嘛去学校念书 都上网查的到啊 09/25 07:59
160F：推 ry3298 : 推 09/25 08:35
161F：推 doomerptt : 屁孩:pk啦 09/25 09:23
162F：推 et803 : 推热心 没了解很深入了解 但有人整理就再看一次 09/25 09:37
163F：推 kngs555 : 就算没上学只上网也看不懂啦 09/25 09:42
164F：推 plokm1221 : 狼大94专业 09/25 09:42
165F：推 tonyhom : 这里哪篇不是网路上查的到的 厂厂 09/25 09:46
166F：推 jbuilder1022: 这篇就算没学过电力电子也可以了解大概，已经超棒 09/25 09:54
167F：→ jbuilder1022: 鲁叔我20年没碰过电力电子，印象中是先降压在作ac t 09/25 09:56
168F：→ jbuilder1022: o dc 转换文章却是先转换再降压可以请教一下吗 09/25 09:56
传统电脑用电源
输入交流经整流後变成高压直流，经一次侧透过PWM控制输入主变压器，
主变压器的二次绕组经过SBD整流後输出各路所需直流电压
单磁放大机种，由5V绕组经磁放大电路输出3.3V
双磁放大机种，由一组独立绕组经过两组磁放大电路输出5V与3.3V
近期铜牌双DC-DC机种，由整流後的12V经过两组DC-DC电路输出5V与3.3V
常见高效率电脑用电源
输入交流先经过整流，然後进入APFC改善交流端功率因数，转换成高压直流
经过一次侧及谐振槽输入主变压器，主变压器二次绕组经过全波同步整流输出12V
再由两组DC-DC把12V转换成5V与3.3V(部分的-12V也会由DC-DC经12V转换而来)
169F：→ hamasakino : 推 09/25 10:15
170F：推 damnedfish : 推 09/25 10:25
171F：推 kanyewest927: 太长 我膝盖受不鸟惹 09/25 10:55
172F：推 cloudin : 推 09/25 11:22
173F：推 weimr : 推 09/25 11:35
174F：推 amadeustwo : 这不推不行 09/25 11:51
175F：推 kqalea : 跪的不要不要的 09/25 12:02
176F：推 dididiy : 厉害厉害 09/25 12:03
177F：推 ituna0421 : 快推免得被说看不懂 09/25 12:25
※ 编辑: wolflsi (101.9.154.25), 09/25/2017 12:46:04
178F：推 tyr2004 : 推 09/25 13:31
179F：推 locklose : 推 09/25 14:25
180F：推 jk01 : 专业推 09/25 15:20
181F：推 powergreen : 推 09/25 17:15
182F：→ ptt987654321: 如果能让不懂DER人也能看懂 狼大就更高境界惹 09/25 18:43
183F：推 sofari : U文 09/25 21:21
184F：推 xsky00y : 推 09/26 00:47
把文章简化成这样会不会比较容易看懂呢?(擦汗)
1.双DC-DC
电源中将12V转换成3.3V、5V、-12V等电压的电路，比起传统设计有更好的效率及更好的
交叉调整率
2.交叉调整率Cross-Regulation
电源3.3V/5V/12V输出之间彼此影响的程度，交叉调整率越好，彼此间影响越小
3.无桥式APFC
减少传统电源中APFC区块功耗损失，提升电源转换效率
4.谐振转换器ResonantConverter
屏除传统脉宽控制方式，利用谐振及变频控制方式来提升电源转换效率
5.同步整流Synchronous Rectifier
降低电源输出电压的整流损失，降低废热及提升电源转换效率
※ 编辑: wolflsi (101.13.81.46), 09/26/2017 08:45:26
185F：推 doomerptt : 用心 09/26 08:52
186F：推 Windcws9Z : 推狼大 09/26 11:38
187F：推 waterblue85 : 这篇文章看下来银之魂架构会比NE2还要好吗？ 09/26 15:59
188F：推 doomerptt : 是的,同样是双晶顺向,dc to dc,但银是同部整流出12v 09/26 16:45
189F：→ doomerptt : ne2是SBD,当然银(限450/550w)的效率 温度表现要较好 09/26 16:46
190F：→ doomerptt : 步 09/26 16:46
191F：推 M013 : ☺ 09/26 18:08
192F：推 megxz : 推 09/26 21:02
193F：推 MirageAngel : █━━━━━━━━━━━━━━━━━█推用心分享 09/27 15:13
194F：嘘 st8986 : 请问FOCUS +与PRIME电路结构会比较推谁呢? 10/19 22:25
195F：推 st8986 : 按错符号 给推文 错按嘘 10/19 22:28
196F：推 st8986 : 推优文 10/19 22:35
197F：推 cvbb12345 : 推狼大优质文 05/30 11:45