涨点PC电源的知识！HCG1000Extreme拆解实例
bearbearkid
2019-12-25 14:38
很多人选购电源时，面对电源结构和用料的介绍总是很糊涂，不知道为啥高端货会那么贵，这篇文章咱们就来拆解个昂贵的1000W电源，看看里面到底有点啥。
当然PC电源的知识还是很专业的，由于小熊也不是从业人员，肯定会有错误。即使你看完这一篇也很难搞懂拓扑结构和电器原件的作用。但是不要拒绝知识点，走马观花看一下也是涨姿势。
其实现在500w的电源成为主流和性价比的首选，那为啥不拆一颗500w电源给大家看呢？因为1000w电源的结构和电器元件更加完整，看完这篇1000w的拆解，再去比对500w的，就知道结构哪里简化了，元件哪里缩水了。
拆解的电源为安钛克HCG1000 Extreme金牌电源，采用了海韵FOCUS+方案，拆解之前，还是来开个箱吧，要不对不起这电源的颜值。
▼包装的配色是玫瑰金，High Current Gamer Extreme，简称HCGX，也就是电源系列的名称，该系列通过80 PLUS金牌认证，并提供了10年质保。
▼打开盒子，电源以及模组线材有无纺布包裹着，此外还有使用说明，电源线和安装螺丝，在理线方面分别提供扎带和理线带。
▼两侧为玫瑰金色的金属板，有品牌LOGO和型号。
▼850w型号的长度是14cm，到了1000w型号短尺寸有点hold不住了，增长到16cm，同时风扇尺寸也增加到了13.5cm。不过对于一个1000w的电源来说也不算很大。
▼全模组输出接口，提供了8个12V的CPU/显卡接口，满足大功率以及多显卡主机的用户需求。
▼电源支持Hybrid模式切换功能，在电源输入口旁边还有一个按键，可以选择是否开启。开启后电源风扇会在低负载时停转，提供更好的静音表现。
▼背面由电源的铭牌显示，电源采用了单路12V设计，单路12V输出达到了83A，即996W，还是偏向游戏应用的设计。
▼CPU，显卡以及主板线材为一个单独包装，其它线材为另一个包装。
▼1根24pin主板电源线，2根6+2pin一拖二显卡供电线，4根6+2pin一对一显卡供电线，2根4+4pin CPU供电线。
▼其它线材有12个SATA接口和6个大D接口，另外还有一根大D接口转软驱供电线。
▼下面开始残忍的拆解环节，首先打开侧面。
▼然后把风扇面的保护盖打开。
▼风扇型号为HA13525H12F-Z，为鸿华FDB液态轴承风扇，135mm规格，额定电压12V，最大电流0.5A，最高转速2300RPM。
和其它家用电器一样，PC没法直接使用220v的高压交流电，需要电源把220v转化为电脑能够使用的12v以下的低压直流电。
PC开关电源转换流程为：
交流输入→EMI滤波电路→整流电路
→功率因素校正电路(主动或是被动PFC，用于提高整流桥交流电变直流电时的利用率)
→一次侧(高压侧)开关电路（将高压电转化为高压脉冲电）
→主变压器（转换为12v及其他低压脉冲电）
→二次侧(低压侧)整流电路（低压脉冲电转换为低压直流电）
→电压调整电路(例如：磁性放大电路或是DC-DC转换电路)
→滤波(平滑输出涟波，由电感及电容组成)电路→电源管理电路监控输出→ 得到纯净的12v以下低压直流电给电脑使用。
PFC电路、开关电路、低压转换电路（如双路磁放大或者DC-DC）是相对独立的电路，可以任意组合搭配，相对独立的电路组成不一样的电源结构。不同的电源设计搭配，有不同的价格，也有不一样的转换效率。下面就来看看这款安钛克HCG Extreme1000W电源是什么样：
▼HCGX-1000采用了主动式PFC+同步整流+全桥LLC谐振+DC To DC的设计，了解电源的朋友应该闻到了熟悉的味道，没错！这就是海韵Focus+方案，而HCGX-1000也是由海韵代工的。
下面按照电源转换流程，再来看看各部分的电器元件。
▼一级EMI部分一般会放在AC输入端，现在的趋势是越来越简化了，一般都喜欢安装在PCB上了，HCG X1000一级EMI部分还保有一对Y电容，后面还藏一个X电容。
Y电容：连接火线和地线之间，以及零线和地线之间，负责滤除共模干扰及共态噪声。
X电容(跨接线路滤波电容)：用来并联火线与零线间的电容，可以消除来自电力线的低通常态噪声。
▼PCB下方有塑料层来绝缘，其中有一个地方镂空，里面是散热硅垫，给PCB和焊点提供散热，延长寿命。
▼二级EMI：有2个共模电感、1个X电容、一对Y电容，以及保护器件：MOV和保险管。
共模电感：用来抑制市电的共模干扰，同时也抑制电源本身的共模干扰对外泄漏。
金属氧化物压敏电阻(MOV)：并联于保险管后端的火线与地线间，目的是抑制市电尖峰，能处理高电流、吸收高能量及迅速反应以保护设备免于瞬态故障达到额定限制。
保险管：当通过它的的电流值超出额定限度时，会以熔断的方式来保护连接于后端电路。
▼电源采用全桥LLC谐振架构，2个整流桥共用1个散热片，由于有遮挡没有拍到具体型号。
整流桥：利用二极管单向通过的特性，将220V交流电整流成300V以上的脉冲直流电。整流桥对耐温和耐压的要求都比较高，高温会严重影响整流桥的转换效率，HCG Extreme1000W的整流桥固定于散热片上，协助其散热，有利于长时间稳定的运作。
其实整流桥的参数非常重要，整流桥输出电流的能力可以看出一款电源虚不虚标。比如海韵Focus+ 850整流桥参数为600V/15A，即电流为15A，最低电压为100V，功率就是1500w，再算上效率，80%，那么也有1200w，，对于850w的电源来说有很大的余量。当然HCG Extreme1000W的整流桥参数应该会更高，可惜拍不到。
▼主动PFC电路采用了封闭电感，旁边蓝色的是主电容，一颗日立820uF 400V，耐受温度105℃。
主动PFC放置在整流桥之后。作用除了主动补偿交流电的的相位差，让交流电的波形和时间，尽量和直流电保持一致。简单来说主动式PFC就是一个有源的升压电路，通过升高输入电压来减少电流在流向下级电路中的电能损耗(同等功率，电压越高，电流就越低，低电流可以降低在传输线路上的热损耗)。
PFC意思是功率因数校正，主动式PFC可以达到较高的功率因数，通常可达98~99%以上；被动式PFC的功率因数只能达到60～70%。但是功率因数并不就等于转换效率。其实PFC功率因数高是为国家省钱，而转换效率高才是为用户省钱。
功率因数=输入电源的实际电量÷电网供给电源的电量，即功率因数越大，电网的能量利用率和稳定性就越高（稳定性一般指电器对电网的干扰少，例如开启大功率家电产品的一瞬间，电网电压都会被瞬间拉低，理论上加入PFC电路后就不会出现这种问题），并且功率因数所产生的损耗其实是由电力部门负担的，所以节省这部分电量是为国家做出贡献了，用主动PFC电源的小伙伴们是不是敢到很光荣啊！
▼2枚PFC开关管是英飞凌6R099，规格为600V/19A@100℃/0.105Ω，左边的是PFC二极管，也是由于遮挡而无法拍到。前面绿皮的为NTC热敏电阻，旁边的是HF46F-G继电器，这两个元件为浪涌抑制器件，是中高端电源必不可少的元器件。
负温度系数电阻(NTC)：串联于火线或零线上，启动时其内部阻抗值可以限制充电瞬间的电流值，而负温度系数的定义是其电阻会随其温度上升而降低，所以随着电流流过本体使温度逐渐升高后，其阻值会随着降低，避免造成不必要功率消耗。
▼全桥LLC谐振的4枚主开关管（全桥的标志之一就是由四个三极管或MOS管组成的振荡），的两个桥臂各使用了两颗，共计2块铝制散热片，同样由于遮挡没有拍清型号，参考海韵Focus+850的参数吧：为GPT13N50DG，规格为500V/13A/0.49Ω，HCG Extreme1000W的参数应该高于此值。
LLC的特点就是效率高、输出纹波小、发热小、体积小、低EMI、负载可调范围大等、可以对输入/输出电压比在很宽的范围内进行调节、可实现MOS开关管零电压开通和低电流关断，减少开关损耗，从而提高效率。
▼电源的主变压器，型号为VER42BB04，旁边还有谐振电感和谐振变压器。
主变压器：主变压器的输入端与开关管相连，输出端与二次侧整流滤波电路相连，可以提供低压（+12V，+5V，+3.3V，-12V，-5V）输出给整流滤波电路。
▼左上即为5Vsb待机电路。
▼5V和+3.3V电路，采用了DCtoDC（降压电源）的设计，可以有效的在过压，过流，高温的情况保护电源电路。
▼模组电路板与主电路板使用金属针连接，不再有复杂的飞线。两层板子中间的貌似有散热片。
▼DCtoDC子板通常负责5v和3.3v的低压输出滤波电路。
在开关电路中如果我们看不到磁环，而在低压滤波电路中发现有两块带有磁环的PCB板，这就可以判断DCtoDC模块。DCtoDC拥有小体积、高可靠性、输出稳压等等优点。而现在不少厂家使用同步整流技术来提高电源效率，所以现在很多通过金牌PLUS的电源都使用了DCtoDC。
▼+12V同步整流，金属板下面有固态电容。
▼电源的+12V同步整流电路布置在PCB底面，共计配置有4颗MosFET，小熊失误了，没有拍清楚具体型号，另外IC也位于PCB背面。
同步整流就是采用通态电阻极低的专用功率MOSFET，来取代整流二极管以降低整流损耗的一项新技术，它能大大提高DC/DC变换器的效率，并且不存在肖特基势垒电压造成的死区电压。因为要求栅极电压必须与被整流电压的相位保持同步才能完成整流功能，故称之为同步整流。传统的二极管肖特基整流在低电压高电流输出的情况下损耗非常大，这时候同步整流的优越性就被体现出来。
▼输出的滤波电容来自日本化工，具体参数为：3300uF&16V。
▼模组接口PCB上有日化的固态电容，貌似还有FPCAP固态电，以及电解电容进行输出滤波。
通过拆解可以看到这颗安钛克HCG1000 Extreme金牌电源内部拓扑结构比较齐全，用料也是定位高端。外观是采用玫瑰金色，比较高调，不过和主流硬件的颜色不太好搭。
此外这款电源线材还有个特色就是配有滤波电容，能够提高供电的品质，但是由于位置在连接硬件接口附近，造成这部分线材比较硬，装机时的美观程度上打了折扣。如果是自己去定制线材的话也会失去滤波电容的作用，也是种遗憾。
希望看完此文后你对PC电源能从不懂到半懂。最后温馨提示拆解电源会失去保修，轻易不要去尝试
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