电源常见问题解答

为常见的电源技术问题寻找答案


在隔离式电源中,输出与输入电路之间设有电气隔离,这种隔离通常借助变压器实现。在非隔离式电源中,输出和输入端各有一个端子通过直流连接。了解详情。


隔离度是指在两个节点之间具有最小的电流量时可以施加的电压值。绝缘是一种非导电材料,可在施加电压时阻止电流流动。了解详情。


在大多数交流输入电源中,输入电压端子(电源线和中性线)与输入交流安全接地之间具有电气隔离。但是,接地与输出端子之间可能有也可能没有电气隔离。“浮动”电源是指输出与接地存在电气隔离的电源。电源输出如果有一个输出端子与接地建立直流连接,就可称为“参考接地”。


+V/-V转换器的两个输出端均应施加均衡负载,确保最佳输出电压稳压调节。监测+V输出并根据负载变化进行调节,使其具有合适的电压。-V输出不受监测,但其设计旨在匹配+V输出的特征。两个输出端均应设置匹配的负载,以保持电压正常运行。


通过接入电源控制环路内部馈电网络,实现输出电压的微调。有几个不同的问题导致出现微调范围限制。第一个问题是电源控制环路的稳定性会随着馈电网络的变化而变化。第二个原因是内部调制器的占空比受限,而且不断变化的输出电压会改变所需的调制器占空比。


大多数壁装式外部电源仅设计有2根输入导线(电源线和中性线),以便电源可以沿任一方向插入壁装插座或配电板插座中。由于输入端没有交流安全接地,这些电源的直流输出电压会相对于接地发生浮动。


2芯电源线只有连接电源线和中性线的导线,而3芯电源线还增加了连接交流安全接地的导线。由于电源不含接地,因此配备2芯线的电源输出电压将相对于接地发生浮动。按照惯例,配备3芯电源线的桌面电源的输出会将负输出电压端子接地。


直流输出电缆延长会导致负载稳压变差和功率转换效率降低。用户应用通常需要最低负载稳压值,而国际标准则设置了外部电源的最低功率转换效率水平。有时可以使用导线较粗的直流输出电缆,以支持更长的直流输出电源线。


大多数内置AC-DC电源均为IEC一类(请参阅一类和二类比较),因而要使用3芯交流输入电源(电源线、中性线和接地线)。两个交流输入端子可以标记为L和N。输入接地导线可以连接到第三个输入端子,也可以连接到带有合适标记的安装螺钉上。某些内置AC-DC电源属于IEC二类,因此只能使用两条AC输入导线,而没有连接输入接地的导线。


风扇电压用于为电源的外接风扇供电。该电压通常无法充分表征,可以通过电源的主输出进行开关。辅助电压为辅助电路供电,只要电源接收外部交流电源,就必需接通辅助电路。


LFM(每分钟直线英尺)和CFM(每分钟立方英尺)都用于测量电源中的气流。通过将LFM值乘以气流测量区域的面积,可计算得到CFM的值。


开放式、U型和封闭式电源均为机箱安装的内部电源型号。开放式电源可能带有底板,但其侧面和顶部都是敞开的。U型电源的底板包裹电源两个相对的侧面。封闭式电源带有金属机箱,覆盖电源的顶部、底部以及至少两侧。


在输入电压和负载电流变化时,使用稳压输出电源的输出电压要比使用非稳压输出电源的输出电压保持得更加稳定。了解详情。


DC-DC转换器不具有AC-DC电源通常具有的标准输入电压(120 V〜240 V),所以大家都希望能够简洁地表示这种转换器的输入电压能力。这些比率(1:1、2:1等)是转换器满足数据表规格的最小和最大输入电压之比。


是的,CUI的一些非隔离式和所有隔离式转换器都能够以正输入电压产生负输出电压。非隔离式转换器数据表中的应用说明会指出转换器是否能够产生负输出电压。所有隔离式转换器的正输出都可以接地,之后将在负输出产生负电压。


IEC 60601-1是一套监管医疗电子产品的安全法规。IEC 60335-1是一套监管家用电子产品的安全法规。IEC 62368-1是一套监管互联网通信技术和视听电子产品的安全法规。


VI级、EU 2019/1782和CoC 2级标准都是监管外部AC-DC电源最低功率转换效率的标准。了解详情。


IEC 62368中定义的LPS级电源指的是小于8 A和100 W的电源。采用LPS级电源时,即便使用成本较低的电源线也没有火灾风险。了解详情。


IEC一类电源具有交流安全接地连接,所以能够在用电电压和危险电压之间仅设置一层绝缘。IEC二类电源没有交流接地连接,因而在用电电压和危险电压之间使用双重或强化绝缘。

二类电源这一IEC级别适用于没有交流接地连接,因而在用电电压和危险电之间使用双重或强化绝缘的AC-DC电源。2类电源这一NEC标签适用于功率输送能力有限,所以在电源和负载之间的布线几乎没有火灾隐患的电源。如需了解更多详情,请阅读2类电源和二类电源有何区别?


测量纹波和噪声时,通常需要满足三个条件。首先,数据表通常会指定一对电容,这对电容必须放置在有探针的输出端。通常使用10µF的低等效串联电阻(ESR)电解电容和0.1µF的陶瓷电容。接下来,必须对测试所用的示波器施加20MHz的带宽。最重要的是,必需尽量缩小探针连接形成的环路面积。如需详细了解合适的探测技术,请阅读如何测量电源中的纹波和瞬态或观看视频演示。


通过增加电容、减少输出电容器的有效串联电阻,和/或为电源的输出添加滤波装置,可以减少输出纹波和噪声。输出电容会影响启动行为,而且加装数量也可能有限制。


输出功率除以输入功率即可计算得出效率。在给定的输出功率下,效率较低就意味着需要更多的输入功率才能获得同等的输出。功率输入与功率输出之间的差是电源内部以热量形式耗散的功率数量。对于交流输入,请记住使用以瓦特为单位的有功功率,不使用视在功率。了解详情。


功率因数是给系统供电的有功功率(真正做功的功率)与视在功率(电压和电流有效值的乘积)之比。不做功的视在功率分量称为无功功率,并在无功元件(电容器和电感器)中循环。无功功率由两部分组成:位移因数和失真因数。位移因数用于测量电压和电流之间的相位偏移。失真因数用于测量信号谐波含量。了解详情。


稳压输出是在不断变化的条件下,通过主动控制保持恒定值(对于CUI的AC-DC和DC-DC产品而言,该值为电压)的输出,允许有一定的公差。负载调整率用于测量负载变化引起的输出电压变化。线性调整率用于测量线路(输入)电压变化引起的输出电压变化。有时会给出一个总的调整值,将所有条件组合成一个公差值。


MTBF是“平均无故障时间”,用于测量产品可靠性。MTBF适用于可修复的系统,而类似的MTTF(平均故障时间)则适用于不可修复的系统。该值可用于比较不同的设计,但不能直接用于估计产品的预期使用寿命。计算MTBF的标准多种多样。常用的两种标准是MIL-HDBK-217F和Telcordia SR332。了解详情。


电路中通常都带有保险丝,用于保护电路中的互连导线,但不保护元件。某些CUI电源的输入端带有保险丝。如果发生内部故障导致电源消耗过多电流,电源输入端的保险丝会保护为电源馈电的导线。大多数CUI电源都具有内部电路,以限制电源输送的输出电流,从而保护电源免受由于输出电流过大而造成的损坏。


电源具有最大输入电压限制,以防止内部元件因施加过高的电压而受到损坏。有时需要符合最低输入电压规格,以防止电流过大而损坏内部元件。为了提供指定的输出功率,输入电流将随着输入电压的降低而增大。许多开关电源控制芯片还会根据输入电压调节运行时的占空比。控制芯片的占空比限值也可能会限制输入电压的工作范围。了解详情。


是的,以大于最大额定负载电流的负载电流运行电源可能会损坏电源。建议查看数据表,但是多数电源都有内部电路,可在消耗过多负载电流时保护电源。这种保护功能通常称为过流保护(OCP)。了解详情。


是的,输出端子短路可能会损坏电源。建议查看数据表,但是多数电源都有内部电路,可在输出端子短路时保护电源。这种保护功能通常称为短路保护(SCP)。


是的,在高于最高额定工作温度的条件下运行电源可能会导致电源损坏。建议查看数据表,某些电源有内部电路,可在内部元件的温度过高时保护电源。这一功能称为过热保护(OTP),通常在较为昂贵或复杂的电源中配备。了解详情。


建议查看数据表,许多电源都有被称为输出过压保护(OVP)的功能。这种保护通常用于在电源遇到内部故障时保护负载。如果电压反冲到电源,这一功能通常无法保护电源。


如果供电时在电源上施加快速瞬态负载,可利用电源输入端的大容量电容器提供电荷。如果没有电容,流经电源阻抗的输入电流引起的电压降可能会导致输入电压下降到不可接受的低水平。电源输入端的小容量电容器可用于限制电源产生的噪声向电源输入导体传导。


如果负载消耗电源的快速瞬态电流,可利用电源输出端的大容量电容器提供电荷。如果没有电容,则由于电源需要时间响应瞬态负载,输出电压可能会下降到不可接受的低水平。电源输出端的小容量电容器可用于限制电源产生的噪声向电源输出导线传导。


通常会在电源的输入和输出端子之间放置一个电容器,以最大程度地减少电源产生的EMC/EMI。电容器越大就越能衰减EMC/EMI,但是较大的电容器也会增加输入到输出的泄漏电流。出于安全原因,用于此应用的电容器具有特殊构造并被标记为Y电容器。


是的,CUI内部AC-DC电源的输出与输入是相互隔离的,但是用户可将交流输入安全接地连接到直流输出接地上。在CUI的DC-DC电源转换器上,如果输出与输入相互隔离,则用户可以将直流输入接地连接到直流输出接地上。


某些大电流或精密电源设计中设有输出检测引脚。检测引脚用于在负载上保持准确的输出电压。检测引脚将监测负载上的电压,并将该电压反馈到电源内部的控制环路。检测引脚将会补偿流经输出导体的负载电流引起的电压降。检测引脚应连接至负载上的电源输出引脚以实现最佳性能,但如果输出电压导体的压降不成问题,则可以在输出导体的任何位置连接检测引脚。


电源上的控制引脚(CTRL)或使能引脚用于不通过施加或解除输入电压,打开和关闭电源的输出。


控制引脚(CTRL)或使能引脚上的正逻辑表示高电压将打开电源的输出,而低电压将关闭电源的输出。控制引脚的负逻辑则采用相反的极性运行。低电压将打开电源的输出,而高电压将关闭电源的输出。控制电压通常参考电源的输入电压。


是的,隔离式电源上的任何一个输出电压引脚都可以接地,从而能够产生相对于接地的正或负输出电压。


许多电源设计都配备输出过流保护(OCP),以在负载消耗过多电流时保护电源。如果电流消耗过多,OCP功能通常会关闭电源的输出,然后在短暂的延迟后自动重启电源。如果负载电流仍然过大,电源将再次关闭并重复该过程。这种OCP方法称为“打嗝模式”。启动电机就是其中一种可能会消耗过多电流并导致OCP激活的操作。电机可能会在检测到过流的期间开始旋转,并会在“打嗝”间隙关闭电源输出时减速。如果电机不是在每个循环都停止旋转,则电源就可以正常开启。如果电机在每个循环都停止旋转,则电源将保持打嗝模式且不会启动。


许多电源设计都配备输出过流保护(OCP),以在负载消耗过多电流时保护电源。如果电流消耗过多,OCP功能通常会关闭电源的输出,然后在短暂的延迟后自动重启电源。如果负载电流仍然过大,电源将再次关闭并重复该过程。这种OCP方法称为“打嗝模式”。给电容器充电是其中一种可能消耗过多电流并导致OCP激活的操作。负载电容器将在检测到过流的期间进行充电,并在“打嗝”间隙关闭电源输出时放电。如果负载电容器在每个周期的放电次数都少于充电次数,则电源将正确开启。如果负载电容器在每个周期都有效放电,则电源将保持打嗝模式且不会启动。

 
Powered By OneLink