超能課堂(90)：全橋就比半橋好？談談電源整流架構的那些事

上一期關於PC電源的課堂文章，我們給大家簡單講解了PC電源的介面，這部分的內容對於剛入門的PC用戶來說是比較容易理解的，但是對於已經在折騰PC電源的玩家而言卻是過於淺白，因此有不少網友給我們的小超哥留言，說希望能看到更多關於電源的專業知識。現在我們就滿足大家的願望，給大家逐步講講關於電源內部結構的二三事。

海韻Prime 750 Titanium是一款典型的全橋整流架構PC電源

今天要說的是PC電源中常見的半橋整流和全橋整流，關於這兩個詞語，相信不少對PC電源有所研究的玩家都會聽過，只是半橋整流和全橋整流有些什麼區別，哪一個效能更好，相信很多玩家都是一知半解。實際上半橋整流和全橋整流在PC電源中都是比較常見的設計，前者多見於主流級PC電源，而後者則是高功率電源的常客，因此有不少玩家會下意識的認為「全橋整流就是比半橋整流好」，但事實真的如此嗎？這就要從兩者的區別說起了。

半橋整流、全橋整流以及整流橋都是些什麼？

說到全橋整流和半橋整流，我們就不得不說一下與之很接近的半波整流和全波整流。半波整流是指在整流過程中，交流波形的正半周或負半周其中之一會被消除，只有一半的輸入波形會形成輸出；全波整流則是指整流過程中交流波形會先轉變為同一極性再進行整流，全部輸入波形的都會形成輸出。因此從能量利用率的角度來說，全波整流顯然要優於半波整流。

半波整流的優點是結構簡單，在單相供應時僅需要一個二極體即可實現，但低下的效率和負載能力意味著其不適合用在大功率用途下；全波整流的結構雖然稍微複雜，但是其對能量的利用率更高，負載能力也比較強，因此很適合用在功率有一定需求的場合中。

全橋整流和半橋整流的電路圖示例

而在PC電源里所使用的半橋整流和全橋整流，它們兩者都屬於全波整流，只是實現的方式不一樣，並不存在著如半波整流和全波整流之間那種不可彌補的實力差距。全橋整流需要使用四隻二極體，每一隻是電橋的一個臂，首尾相接構成一個環，輸入與輸出不能對換；而半橋整流則只需要使用兩隻二極體，兩者輸出端相連，輸入端則分別連在變壓器的兩端，從結構上來說比起全橋整流要更為簡單。

不過半橋整流需要使用中心抽頭型的變壓器，這樣它才可以實現全波整流，全橋整流則無這個要求。而單從輸出波形來說，半橋整流和全橋整流在輸出波形上也是完全可以做到相同的，因此從結果來看，半橋整流和全橋整流並無太大差別。

振華Leadex Gold 550W上所使用的半橋式整流橋

至於整流橋就是指將半橋整流或全橋整流所用的二極體封裝到一起後的一個元件，有分為全橋式整流管和半橋式整流橋，一般全橋式整流橋封裝有4隻二極體，外部有4隻引腳，可直接實現全波整流；半橋式整流橋則封裝有2個二極體，可用兩隻組成一個全橋整流電路以實現全波整流，也可以採用一個半橋式整流器配合中心抽頭型變壓器的方式實現全波整流。

半橋整流和全橋整流都有啥優點和缺點？

既然如此，那為什麼半橋整流常用於主流級電源，而全橋整流則常見於高功率電源中呢？實際上雖然兩者可以輸出相同波形電壓和電流，但是在整流過程中，兩者所承擔的反向電壓和電流是不一樣的。半橋整流輸出電壓的峰峰值只有輸入電壓的一半，因此在輸出功率相同的情況下，半橋整流需要承擔兩倍於全橋整流的反向電壓或者電流，因此半橋整流對二極體的規格有較高的要求。

全橋整流的海韻Prime 750 Titanium需要使用4隻主開關管

而在後續電路的設計中，全橋整流需要使用4隻主開關管，而半板橋整流則只需要兩隻，前者存在同時通斷的問題，因此在驅動電路的設計上要花更多的心思；而後者則沒有相關的顧慮，抗不平衡能力更強，在電路設計上是更加簡單的。

半橋整流的振華Leadex Gold 550W只需要使用2隻主開關管

另外在變壓器的選擇上，半橋整流所不僅需要中心抽頭型的變壓器，而且變壓器的原邊線徑一般要粗一些，而全橋整流則需要線圈匝數更多一些。因此半橋整流和全橋整流雖然在理論上可以實現相同的效果，但是在輸出功率相同的情況下，半橋整流的負擔往往要更重一些，這也是為什麼高功率的PC電源基本不會採用半橋整流的原因。

總結：半橋整流和全橋整流各有所長

最後我們簡單總結一下半橋整流和全橋整流的區別：

- 半橋整流只需要2隻二極體，全橋整流需要4隻；

- 半橋整流實現全波整流需要使用中心抽頭型變壓器；

- 輸出功率相同的情況下，半橋整流所需要承受的反向電壓或電流是全橋整流的2倍；

- 半橋整流後續電路設計相對簡單，全橋整流後續電路設計相對複雜；

我們不能因為Leadex Gold 550W使用半橋整流就否定其是一款優秀電源

我們不難看出，全橋整流雖然在整體設計上比較複雜，但由於自身可以適應高負荷場合，因此其很適合用在追求極致技術的旗艦級高功率PC電源上，以滿足發燒級玩家的需求；而半橋整流雖然自身負荷會比較大，但由於後續電路設計更為簡單，更容易控制故障率，因此其更適合用在講究成本、效能、穩定性等綜合性能的主流級產品中。

當然半橋整流也好，全橋整流也好，它們在PC電源的設計和相關技術中也不過是冰山一角，我們不能簡單地因為這個電源採用了半橋整流或者全橋整流就判定其品質的好壞，畢竟PC電源看到的是整體而不是某一部分的設計。關於相關的內容，未來我們還會陸續展開，有興趣的玩家可以給小超哥留言（微信9501417），這位電源專家會給大家詳細的解答。

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