9 шагов к изготовлению настольного блока питания

Процесс производства настольного блока питания (БП) включает в себя множество этапов, охватывающих сборку электронных компонентов, проектирование схем, испытания на безопасность и т. д. Ниже приведены 9 шагов к производству настольного блока питания：

1. Проектирование и разработка

Схемотехническая конструкция:

Проектирование и разработка настольных источников питания является отправной точкой производственного процесса и напрямую определяет производительность, эффективность и надежность продукта. Во-первых, инженерам необходимо определить входные и выходные параметры источника питания в соответствии с отраслевыми стандартами (например, спецификации Intel ATX), включая номинальную мощность (например, 500 Вт, 750 Вт), диапазон напряжений (+12 В, +5 В, +3,3 В и т. д.) и тип интерфейса (24-контактный источник питания материнской платы, PCIe 8-контактный и т. д.). Конструкция основной схемы обычно принимает архитектуру «активный PFC+резонанс LLC+синхронное выпрямление» для достижения высокой эффективности преобразования (например, золотая медаль 80 PLUS или выше). На этом этапе необходимо проверить стабильность топологической структуры с помощью программного обеспечения для моделирования (например, SPICE), чтобы гарантировать, что напряжение может оставаться стабильным в экстремальных условиях, таких как мутация нагрузки и высокая температура.

Выбор компонентов: выберите ключевые компоненты (такие как конденсаторы, индукторы, МОП-транзисторы, трансформаторы, радиаторы и т. д.), учитывая эффективность (например, сертификацию 80 PLUS), плотность мощности и стоимость.

Проверка моделирования:

С точки зрения выбора компонентов, ключевые компоненты должны учитывать как производительность, так и стоимость: основная микросхема управления в основном тайваньская (например, Great Wall) или американская (например, Texas Instruments) решения; конденсаторы должны соответствовать высокой термостойкости (выше 105 °C) и долгому сроку службы (например, японская Nippon Chemi-Con); а охлаждающие вентиляторы должны сбалансировать шум (<25 дБ) и объем воздуха. Кроме того, проектной группе необходимо оптимизировать компоновку печатной платы, например, изолировать область высокого напряжения (первичная сторона) от области низкого напряжения (вторичная сторона), уменьшить электромагнитные помехи (EMI) и уменьшить импеданс и потери тепла через многослойную проводку.

Компоновка печатной платы:

На этапе проектирования также необходимо предсказать требования сертификации (такие как UL, CE, FCC), чтобы заранее избежать превышения стандарта ЭМП или рисков отказа изоляции. Например, безопасные расстояния (расстояния утечки и электрические зазоры) должны соответствовать стандарту IEC 60950, а схема PFC должна соответствовать гармоническим пределам IEC 61000-3-2. Наконец, проектная документация (включая принципиальные схемы, списки BOM и 3D-модели конструкций) будет передана на этап производства, чтобы предоставить точные указания для последующей закупки материалов и сборки. Этот процесс обычно занимает от нескольких месяцев до полугода и является основой качества электроэнергии.

2. Закупка и проверка сырья

Закупка и проверка сырья являются важнейшими звеньями в производстве блоков питания ПК, которые напрямую влияют на качество и надежность продукции. Что касается закупки компонентов, мы строго контролируем качество ключевых компонентов, таких как электролитические конденсаторы, индукторы PFC, главные трансформаторы, микросхемы управления ИС и вентиляторы, которые являются основой производительности блока питания. Закупаемое нами сырье должно соответствовать экологическим стандартам RoHS, чтобы гарантировать защиту окружающей среды и устойчивость продукции.

Входной контроль материалов (IQC) является ключом к обеспечению соответствия всех компонентов, поступающих на производственную линию, стандартам качества. Мы проводим комплексные проверки качества компонентов, включая емкость и выдерживаемое напряжение конденсаторов, сопротивление открытых МОП-транзисторов и другие ключевые параметры, чтобы гарантировать их полное соответствие требованиям конструкции. Наш процесс IQC является строгим и тщательным, и каждая партия сырья проходит строгую проверку, чтобы предотвратить попадание неквалифицированных компонентов в производственный процесс, тем самым обеспечивая превосходное качество и долгосрочную надежность конечного продукта. Это помогает нам гарантировать качество продукции и предоставлять более качественные услуги.

3. Производство печатных плат

Производство печатных плат (PCB) является основным звеном в производстве блоков питания ПК. Оно обеспечивает надежное соединение и поддержку электронных компонентов, как и «скелет» блока питания. Наш процесс производства печатных плат строго соответствует отраслевым стандартам, чтобы гарантировать, что каждая печатная плата имеет превосходную производительность и долговечность.

Производство субстрата:

Мы выбираем высококачественные изолирующие подложки, такие как FR-4 или материалы более высокого класса, которые обладают превосходными электроизоляционными свойствами и механической прочностью. Медная фольга ламинируется на изолирующую подложку, образуя подложку печатной платы. Толщина медной фольги обычно составляет от 1 унции (около 35 микрон) до 2 унций (около 70 микрон), а конкретный выбор зависит от проектного тока и уровня напряжения источника питания.

Фотолитография и травление:

Мы используем фотолитографию для переноса рисунка схемы на подложку печатной платы. Это похоже на процесс проявления фотографии, в котором светочувствительный материал экспонируется в соответствии со схемой. С помощью травления мы удаляем лишний медный слой, оставляя необходимые дорожки схемы и контактные площадки, тем самым формируя систему «кровеносных сосудов» источника питания. Точность травления обычно может достигать 0,1 мм или меньше, чтобы удовлетворить потребности проектирования схем высокой плотности.

Бурение и осаждение меди:

Это ключевой этап в производстве печатных плат. Мы используем высокоточное сверлильное оборудование для сверления сквозных отверстий (переходных отверстий) и отверстий для выводов компонентов на печатных платах. Сквозные отверстия используются для соединения различных слоев печатных плат и обеспечения каналов для передачи тока. Процесс меднения заключается в нанесении слоя меди на стенку просверленного отверстия для обеспечения проводимости сквозного отверстия. Контроль размера отверстий и расстояния между ними имеет решающее значение для электрических характеристик печатной платы. Например, диаметр сквозного отверстия обычно составляет от 0,3 мм до 0,6 мм для удовлетворения потребностей передачи тока.

Паяльная маска и шелкография:

Мы наносим чернила паяльной маски, обычно зеленого или других цветов, на поверхность печатной платы для защиты следов схемы от коррозии и коротких замыканий. Паяльная маска также используется для определения области пайки компонента. Затем мы печатаем идентификацию компонента на печатной плате, такую ​​как количество резисторов и конденсаторов, для облегчения последующей сборки и обслуживания компонентов. Толщина паяльной маски обычно составляет от 15 микрон до 30 микрон, чтобы обеспечить хорошую защиту схемы. После этих строгих процессов каждая печатная плата достигнет оптимальной производительности.

4. Установка компонентов

Это ключевой шаг в сборке блока питания ПК. Он соединяет «скелет» на печатной плате с различными электронными компонентами, формируя «сердце» блока питания. Наш процесс установки компонентов использует передовую технологию SMT (технология поверхностного монтажа) и традиционную технологию штекерного соединения для обеспечения точной установки и надежного соединения компонентов.

Патч SMT:

С помощью высокоточных паяльных машин мы аккуратно припаиваем небольшие компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, микросхемы и т. д., к площадкам печатной платы. Патч-машина может достигать высокоскоростной и высокоточной патчинги, а точность патча обычно может достигать 0,1 мм. Затем мы используем процесс пайки оплавлением, чтобы расплавить паяльную пасту, чтобы компоненты были надежно закреплены на печатной плате. Температурная кривая пайки оплавлением точно контролируется, чтобы гарантировать качество сварки.

Установка компонентов:

Он предназначен для крупногабаритных компонентов, таких как электролитические конденсаторы, трансформаторы и штыри радиатора. Эти компоненты обычно имеют большой размер и не могут быть исправлены методом SMT. Наши рабочие вставляют эти компоненты в соответствующие отверстия печатной платы вручную или с помощью машины во время процесса подключения. Ручное подключение обеспечивает гибкость и точность установки, в то время как машинное подключение повышает эффективность и согласованность.

Пайка волной припоя:

пайка вставных компонентов для формирования надежных электрических соединений. Пайка волной припоя заключается в погружении печатной платы в расплавленный припой, чтобы припой смачивал выводы компонентов и образовывал паяные соединения. Температура и время пайки волной припоя точно контролируются для обеспечения качества пайки. Благодаря этим строгим процессам каждый блок питания собирается с оптимальной производительностью.

5. Сборка ключевого модуля

Это основное звено производства блоков питания ПК. Эти модули напрямую определяют производительность, эффективность и надежность блока питания. Мы используем точные процессы и строгий контроль качества при сборке ключевых модулей, чтобы гарантировать, что каждый модуль может достичь оптимальной производительности.

Модуль PFC (коррекции коэффициента мощности):

Мы установим активные или пассивные схемы коррекции коэффициента мощности для улучшения использования электроэнергии. Активные схемы PFC могут значительно улучшить коэффициент мощности источника питания, приблизившись к 1, тем самым снижая потери реактивной мощности в электросети и соблюдая стандарты энергоэффективности. Мы обеспечим качество и установку ключевых компонентов, таких как индукторы PFC, для обеспечения производительности модулей PFC.

Модуль главного трансформатора и выпрямителя:

Мы соберем высокочастотные трансформаторы для изоляции переменного тока и регулировки напряжения. Качество и конструкция трансформатора имеют решающее значение для эффективности и стабильности источника питания. В то же время мы также соберем выпрямительные схемы, такие как синхронное выпрямление или диоды Шоттки. Эти компоненты используются для преобразования переменного тока в постоянный ток для обеспечения требуемого напряжения для различных компонентов компьютера. Правильный выбор и установка этих компонентов имеют решающее значение для выходного качества источника питания.

Система охлаждения:

Поскольку блок питания выделяет тепло во время работы, система охлаждения имеет решающее значение. Мы закрепим радиатор, обычно из алюминиевого сплава, чтобы увеличить площадь рассеивания тепла. Мы также применим теплопроводящий силикон для улучшения теплопроводности между радиатором и нагревательным элементом. Кроме того, мы установим охлаждающий вентилятор, обычно 12 см или 14 см, чтобы обеспечить эффективную циркуляцию воздуха, отвод тепла изнутри блока питания и поддерживать стабильную работу блока питания.

6. Сборка силового модуля

Это последний процесс производства блока питания ПК, который объединяет все внутренние компоненты вместе, чтобы сформировать полный и пригодный к использованию блок питания. В этой ссылке мы уделяем внимание каждой детали, чтобы обеспечить безопасность, стабильность и красоту блока питания.

Сборка корпуса:

Мы устанавливаем внутренние компоненты, такие как PCB (печатная плата), вентилятор, переключатель и т. д. в металлический корпус, который обычно изготавливается из оцинкованной стальной пластины, чтобы обеспечить надежную защиту и хороший эффект экранирования от электромагнитных помех (ЭМП). Экранирование от ЭМП может эффективно предотвратить электромагнитное излучение внутри блока питания от помех другим электронным устройствам и уменьшить воздействие внешних электромагнитных помех на блок питания. В процессе сборки корпуса мы гарантируем, что все компоненты надежно закреплены в корпусе и плотно соединены с корпусом.

Сварка кабеля:

Мы подключим различные выходные кабели, включая 24-контактный блок питания материнской платы, блок питания PCIe, блок питания SATA и т. д., которые используются для подачи питания на различные компоненты компьютера. Качество сварки напрямую связано со стабильностью и надежностью блока питания. Мы используем высококачественные сварочные материалы и процессы, чтобы гарантировать, что точки сварки прочные и надежные. После сварки мы наденем на кабели изоляционные рукава, чтобы предотвратить короткие замыкания и другие опасности.

Крепление и изоляция:

Мы используем винты для фиксации внутренних компонентов, чтобы предотвратить их перемещение или ослабление во время транспортировки или использования. Для дальнейшего повышения безопасности источника питания мы также добавляем изоляционные листы или резиновые прокладки для предотвращения коротких замыканий между внутренними компонентами. Материал и толщина изоляционного листа тщательно подбираются для обеспечения хорошей изоляции. Благодаря этим процессам каждый силовой модуль достигнет безопасного, стабильного и надежного эффекта.

7. Тестирование и калибровка

Тест при включении:

Проверьте, в норме ли напряжение холостого хода и резервное питание (+5VSB).

Тест нагрузки: имитация работы при полной нагрузке для проверки стабильности каждого выходного напряжения (+12 В, +5 В, +3,3 В).

Тест защитной функции:

срабатывание защиты от перенапряжения (OVP), защиты от перегрузки по току (OCP), защиты от короткого замыкания (SCP) и т. д.

Тест эффективности и пульсации:

измерять эффективность преобразования (например, требования сертификации 80 PLUS) и выходную пульсацию (должны соответствовать стандартам Intel ATX).

Испытание на отказ: проводится непрерывно в течение нескольких часов для выявления неисправных компонентов на ранних стадиях.

8. Сертификация и проверка соответствия

Сертификация безопасности: пройдите сертификацию UL, CE, FCC, CCC и другие, чтобы гарантировать соответствие региональным стандартам безопасности.

Сертификация энергоэффективности: подайте заявку на сертификацию 80 PLUS (бронза/золото/титан и т. д.) и укажите уровень энергоэффективности.

Тест на электромагнитные помехи/электромагнитную совместимость: убедитесь, что электромагнитное излучение соответствует нормам, чтобы избежать помех для других устройств.

9. Упаковка и отгрузка

Внешний осмотр: очистите корпус и проверьте его на наличие царапин или дефектов сборки.

В комплект поставки входят: шнур питания, винты, руководство пользователя и т. д.

Штрих-код и прослеживаемость: этикетка с серийным номером SN прикреплена для легкой прослеживаемости качества.

Ключевые точки контроля качества

Выше приведены 9 шагов по изготовлению настольного блока питания. Кроме того, есть следующие моменты, на которые следует обратить внимание:

Срок службы конденсатора: выбирайте высококачественные японские или тайваньские конденсаторы (например, Rubycon, Nippon Chemi-Con).

Конструкция отвода тепла: баланс скорости вращения вентилятора и уровня шума для обеспечения долгосрочного контроля температуры.

Качество сварки: Избегайте плохого контакта, вызванного неправильной пайкой и холодной пайкой.

Тенденции отрасли

Миниатюризация и высокая плотность мощности: например, блок питания SFX адаптируется к небольшому хосту.

Цифровое управление: используйте цифровой сигнальный процессор (DSP) для интеллектуального регулирования напряжения.

Полностью модульная конструкция: пользователи могут настраивать кабели, чтобы уменьшить беспорядок в корпусе.

В ходе вышеуказанного процесса настольные блоки питания должны проходить строгий контроль процесса и тестирование от проектирования до готового продукта, чтобы гарантировать его надежность, эффективность и безопасность. Разные бренды могут отличаться по материалам (например, полностью японские конденсаторы), степени автоматизации (например, полностью роботизированные линии SMT-производства) и стандартам тестирования.