开关电源：电源供应器规格参数详解上
2021-01-26 13:59
开关电源供应器主要为改善传统线性式电源的体积、重量与效率。其工作原理是将市电电源直接整流滤波（Off-Line），不经低频变压器，因为电压高，所以电容量不需要很大。整流后的直流电压用高频晶体管切换成高频交流电压，经高频变压器变换成所需的电压，然后再经整流滤波成直流电压。
电源供应器各种类型
1. 电源供应器参数-输入电压(Input Voltage)/频率(Frequency)
交换式电源（电源供应器）已被广泛的使用于国内和世界各国，依产品种类有直流和交流两种输入方式。使用前需先确认输入电源是交流、直流、电压范围、输入切换的方式以及其它外在需配合的条件。 假如输入电压超出使用范围，将有可能造成电源供应器损毁，另外虽然输入电压在范围内，但输入电压波形是失真的波形，电源供应器亦有可能无法正常工作。
世界各地区的电源电压(AC)
(1) 输入电压波形如为直流或方波需确保最大值符合正弦波之 1.4 倍。例如: AC input 85~264VAC 也可使用于 120~370VDC。
(2) 如电源供应器具输入电源自动选择功能，则不能使用方波或直流电压输入。
(3) 输入电源频率：
交换式电源的交流输入电源频率，一般为 50 或 60Hz，但依电力公司提供之电源频率稳定度为+/-3Hz，故 电源供应器之输入电源频率允许值为 47~63Hz。如于特殊用途（如船舶），其使用频率可扩为 440Hz，但需留意泄漏电流会增加。
(4) 安规机型申请之输入电压范围参照各机型之贴纸标示。
2. 电源供应器参数-输入电流(Input Current)/功率因数(Power Factor)
标准的电源供应器通常从交流输入后直接整流，而且绝大部份都是电容滤波，于是就会有脉波电流流经滤波电容，而输入电流的量测需使用具有 True rms 功能之电流表。
输入电流值与输出功率、输入电压、功率因数和效率之关系式如下:
交换式电源的功率因数典型值一般介于 0.4~0.6 之间，如有内建主动式功率因数矫正线路，则其值可高至 0.95 以上。
3. 电源供应器参数-突入电流(Inrush Current)
当电源加入交换式电源供应器时，会有峰值电流流经内部的输入滤波电容器，此电流称为"突入电流"。
输入整流滤波电路
电源供应器之突入电流波形
突入电流的大小与有无突入电流抑制回路有关。大部份 电源供应器之突入电流抑制器是使用热敏电阻，冷机时为高阻抗以抑制突入电流，热机时为低阻抗以减少功率损失，故应尽量避免于运转时快速开关输入电源，一般建议在关机数秒后再开机。
突入电流与平常状态的输入电流来比较，它可能是输入电流的几倍至几十倍大。另外电源供应器多台使用时，突入电流会增加，所以选择输入配线、外加保险丝或切换开关时，必须留意其瞬间耐电流量。
4. 电源供应器参数-输入电压调节率(Line Regulation)
指输入电压变动时，输出电压的变动率(一般在满载下测试)，对 电源供应器而言，如在允许输入电源范围内变化，一般影响不大，但仍需避免过长的电源线，并接过多的电源供应器。
Vmax：输入电压变化时之输出电压最高值
Vnor：输入电压为常态时之输出电压值
Vmin：输入电压变化时之输出电压最低值
5. 电源供应器参数-漏电流(Leakage Current)
设备具保护性的接地导体(如金属外壳)至大地间的电流，一般 电源供应器因为有 EMI 对策的 Y 电容跨接于电源与保护性的接地导体间(如图 C2、C3)，故有轻微的漏电流。
漏电流值需符合安规的规定范围，如IEC60950-1 对信息产品规定：可移动式 ClassⅠ设备需小于 3.5mA，手持式 ClassⅠ设备 0.75mA，ClassⅡ设备 0.25mA。
6. 电源供应器参数-输出电压与误差范围、可调范围(OutputVoltage/Tolerance/Adj. Range)
输出电压是在输出最终端点量测之电压值，如在负载端量测会因线压降而有误差。
输出电压误差范围包含输入电压调节率(Line Regulation)、负载调节率(Load Regulation)、交越调节率(Cross Regulation)与设定误差，一般考虑线压降问题，电源供应器在出厂前，会略为调高输出电压。(一般机型附有半固定可变电阻，可微调输出电压准位)
但需留意：
(1)在额定电流负载下，不可将输出电压调高至超出最大输出功率。
(2)在空载或轻载条件下，不可快速将输出电压调低，否则可能导致瞬间当机现象。
(3)在输入电压较低场合，有时无法调高输出电压。
(4)多组输出场合，调变输出电压可能会影响其它组输出电压，调高主输出电压时，会增加副组输出的损耗(如副组输出使用线性调节器，即线性稳压 IC 时)。
(5)某些机型输出电压除了本身有可变电阻，可以微调输出电压，另外可以外接电压（1~5VDC）或者外接电阻器来调整出电压。
7. 电源供应器参数-最大输出电流/功率(Max. Output Current/Power)
最大输出功率值为 VO×IO，当提升 VO时，IO应降至最大输出电流值以下使用。
例：规格电压 5V，最大输出电流 10A 当使用电压调至 5.5V 时，则最大输出电流应降至 9A。当使用电压调至 4.5V，最大输出电流仍不得超出 10A。
多组输出时，某些输出可使用至输出电流范围(Output Current Range)最大值，但总功率不得超出标示值。
例：D-60A 规格 5V/6A、12V/4A，最大输出功率 58W，如 5V 使用 6A，12V 使用 4A，则功率为 78W，超出最大输出功率，需降低 5V 或 12V 使用电流量，使输出最大功率小于或等于 58W。
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