◆使用說明

選好用好電源對(duì)設(shè)備的開發(fā)進(jìn)度和系統(tǒng)的整體性能有非常重要的意義，對(duì)設(shè)備的可靠運(yùn)行至關(guān)重要。下面就電源選擇和使用過程中的一些常見問題進(jìn)行說明。

◆使用前的注意事項(xiàng)

電源使用之前應(yīng)先閱讀如下警告和注意事項(xiàng)。不正確的應(yīng)用可能導(dǎo)致電擊、電源的損壞、著火或其他危險(xiǎn)的發(fā)生。

1)請(qǐng)確認(rèn)已按照規(guī)格書的要求正確連接電源輸入輸出引腳和控制信號(hào)的引腳。

2)電源屬于元器件，安裝和使用必須經(jīng)專業(yè)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行前期應(yīng)用設(shè)計(jì)。

3)如果初級(jí)供電電源屬于危險(xiǎn)電壓，絕緣與接地必須符合GB4943-2001的相關(guān)規(guī)定。

4)電源輸出屬于危險(xiǎn)能量，確保終端用戶不能直接接觸。

5)設(shè)備制造商必須保證電源輸入端、輸出端不易被服務(wù)工程師誤操作或遺落金屬部件造成短路。

6)本應(yīng)用文檔的更改不能保證及時(shí)通知客戶，請(qǐng)注意最新的應(yīng)用說明。

◆輸入電壓

在選擇輸入電壓規(guī)格時(shí)應(yīng)明確系統(tǒng)將應(yīng)用地區(qū)的輸入電壓的范圍，以交流輸出為例，常用的輸入電壓規(guī)格AC110V、AC220V、以及通用輸入電壓(AC85～265V)三種規(guī)格。如要出口美、日等市電為AC110V的國(guó)家，可以選擇110V交流輸入的電源；在國(guó)內(nèi)使用或出口國(guó)家的市電為AC220V的國(guó)家，可以選擇220V交流輸入或選擇通用電壓輸入的電源。

在選定輸入電壓規(guī)格后，應(yīng)明確輸入電壓范圍，一般來講±20%的輸入電壓范圍在城市及大部分地區(qū)已經(jīng)能夠滿足要求。如果系統(tǒng)所使用的電網(wǎng)電壓偏離或波動(dòng)較大，如：電力系統(tǒng)，小水電，偏僻鄉(xiāng)村，動(dòng)力電三相不平衡等，應(yīng)選擇輸入電壓范圍較寬的電源。

◆電源的散熱

電源部件的溫度是影響MTBF的最重要因素，要提高電源的可靠性，解決電源的散熱設(shè)計(jì)是非常重要的。在電源規(guī)定的溫度范圍內(nèi)工作，可以保證電源的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，如果超出允許的溫度范圍，可能會(huì)引起電源的某些指標(biāo)達(dá)不到要求。甚至引起電源的壽命縮短甚至損壞。當(dāng)需要電源在超出規(guī)定溫度上限工作時(shí)，建議采用降額使用法。

電源在工作時(shí)會(huì)消耗一部分功率，并以熱量的形式釋放出來，所以用戶在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)(尤其是封閉的系統(tǒng))應(yīng)考慮電源散熱的問題。如果系統(tǒng)能形成良好的自然對(duì)流風(fēng)道，且電源位于風(fēng)道上，可以考慮選擇自然冷卻的電源；如果系統(tǒng)通風(fēng)較差，或系統(tǒng)內(nèi)部溫度較高，可以考慮風(fēng)冷的電源。

◆特殊場(chǎng)合的電源使用

一些特殊負(fù)載如電機(jī)、燈泡、大型繼電器等沖擊性負(fù)載時(shí)，瞬間電流很大，需告知電源廠家，以便進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。特殊行業(yè)有特殊要求，如醫(yī)療儀器用的開關(guān)電源絕緣耐壓需在AC3.75KV以上，對(duì)地漏電流也有要求，選用電源時(shí)應(yīng)明確這些要求。

◆輸出功率

電源出廠前都經(jīng)過嚴(yán)格老化測(cè)試實(shí)驗(yàn)，可以在額定環(huán)境下滿載工作一年乃至數(shù)年以上。合理選擇電源的輸出功率，和其他電子產(chǎn)品一樣，適當(dāng)降額使用，可以延長(zhǎng)電源的使用壽命。

◆輸出紋波與噪聲

輸出紋波和噪聲是指疊加在輸出直流電壓上的交流分量，其指標(biāo)為在額定輸入電壓和指定輸出負(fù)載(阻性)范圍內(nèi)，紋波噪聲的最大值，一般以mV為單位。噪聲對(duì)電路作用的形態(tài)有兩種：一種是差模(串模)噪聲，一種是共模噪聲。在一定條件下共模噪聲會(huì)轉(zhuǎn)化為差模噪聲。開關(guān)電源會(huì)產(chǎn)生或傳遞共模和差模兩種噪聲，所以在測(cè)量開關(guān)電源的紋波噪聲時(shí)，使用不同的測(cè)量方法會(huì)導(dǎo)致不同的測(cè)量結(jié)果。

電源指標(biāo)中所給出的開關(guān)電源輸出紋波噪聲，通常是指有紋波和高頻開關(guān)噪聲兩個(gè)不同的分量所構(gòu)成的差模噪聲。如下圖所示。第一部分由開關(guān)電源的基波開關(guān)頻率和高次諧波分量構(gòu)成，電源模塊的開關(guān)頻率通常在50kHz至1MHz之間。第二部分是頻率范圍在10kHz至50MHz之間的高頻開關(guān)噪聲，此噪聲是由各種開關(guān)元件的開關(guān)脈沖的上升沿和下降沿產(chǎn)生的。

共模噪聲可能導(dǎo)致差模噪聲測(cè)量誤差。如將普通示波器探頭接到+Vo,而使用較長(zhǎng)的地線連接到輸出地，那么(差模)測(cè)量結(jié)果就會(huì)產(chǎn)生很大的誤差。這是由于共模電流通過示波器的接地線流回噪聲源產(chǎn)生的。

如果正輸出到大地阻抗和負(fù)輸出到大地的阻抗相同，那么兩路電流是相等的，在這種情況下測(cè)量時(shí)共模電壓相互抵消而不會(huì)在示波器上顯示。

通常情況下環(huán)路阻抗并不均衡，共模電流在兩條輸出回路上會(huì)產(chǎn)生不同的壓降，這個(gè)電位差會(huì)在示波器上顯示。另外，非屏蔽的導(dǎo)線即使很短也會(huì)形成非常明顯的天線效應(yīng)，該導(dǎo)線可以感應(yīng)到周圍熒光燈、電機(jī)、電氣設(shè)備、被測(cè)設(shè)備或其它干擾所輻射的隨機(jī)噪聲。

業(yè)界所推薦的測(cè)試紋波噪聲的方法均不覆蓋共模噪聲的測(cè)量。目的是在信號(hào)中含有共模噪聲的情況下，有效的規(guī)避共模干擾，準(zhǔn)確測(cè)量紋波噪聲。對(duì)于共模噪聲的測(cè)試和控制參照FCC、CISPR(國(guó)際無線電干擾特別委員會(huì))、VDE等機(jī)構(gòu)所制定的關(guān)于EMI方面的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

為使模塊電源準(zhǔn)確測(cè)量輸出紋波噪聲，通常采用靠接法、同軸電纜測(cè)試法和雙絞線測(cè)試法等。

1)靠接法

靠接法的示意圖如下圖所示，用20MHz帶寬的模擬示波器或帶寬限制為20MHz的數(shù)字示波器記錄模塊電源在輸入電壓和負(fù)載范圍內(nèi)輸出電壓的最大峰峰值。采用靠接法測(cè)試必須除去示波器的電線，直接在模塊電源輸出管腳之間靠接測(cè)試，靠接時(shí)盡量在輸出插針的根部測(cè)量，可避免空間輻射和共模干擾導(dǎo)致的數(shù)據(jù)失真，這一方法僅適合與輸出管腳比較近的場(chǎng)合。

2)同軸電纜測(cè)試法

同軸電纜測(cè)試法的示意圖如下圖所示，用20MHz帶寬的模擬示波器或帶寬限制為20MHz的數(shù)字示波器記錄模塊電源在輸入電壓和負(fù)載范圍內(nèi)輸出電壓的最大峰峰值。采用同軸電纜測(cè)試法測(cè)試必須去除示波器的地線，通過90±10cm長(zhǎng)度的測(cè)試電纜接至示波器的測(cè)試探頭。

3)雙絞線測(cè)試法

電源放置在一個(gè)離接地板25mm之上的地方，接地板由鋁或銅板構(gòu)成。電源的輸出公共端和AC輸入地端直接與接地板相連，接地板應(yīng)該很粗，而且不長(zhǎng)于50mm。

用16AWG銅線做成300mm長(zhǎng)的雙絞線，一端接電源輸出，另一端并聯(lián)一只47μF的鉭電容，再接到示波器上。電容的引線應(yīng)盡可能短，示波器探頭的地線應(yīng)盡可能加到地線環(huán)，示波器帶寬不小于50Hz,示波器本身交流應(yīng)接地。

◆AC-DC模塊電源應(yīng)用安全設(shè)計(jì)

1)標(biāo)示要求

在保險(xiǎn)絲、保護(hù)地、開關(guān)處必須按照安規(guī)要求明確標(biāo)識(shí)規(guī)格和符號(hào)，能夠觸及的危險(xiǎn)電壓和能量貼危險(xiǎn)警告標(biāo)識(shí)。

2)電氣間隙和爬電距離

對(duì)于屬于l類設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境，用戶應(yīng)注意確保L和N在保險(xiǎn)絲之前以及輸入和金屬外殼之間電氣間隙大于2mm,爬電距離大于2.5mm;對(duì)于II類設(shè)備(依靠加強(qiáng)絕緣或雙重絕緣防止雷擊),確保L和N在保險(xiǎn)絲之前電氣間隙大于2mm,爬電距離大于2.5mm,輸入和金屬外殼或SELV電路之間電氣間隙大于4mm,爬電距離大于8mm。

3)輸入端能量

輸入側(cè)如電容較大，可以增加放電電阻保證輸入插頭或連接器斷開后，輸入端L、N和保護(hù)地兩兩之間的滯留電壓在1秒之內(nèi)泄放到其最大值的37%以下。

電源接線的選用

電源的接線應(yīng)選用符合標(biāo)準(zhǔn)的電線，以免出現(xiàn)安全問題。用戶可根據(jù)電源的輸出電流從下表選擇電線的線號(hào)。當(dāng)負(fù)載距電源距離較遠(yuǎn)時(shí)，可由電線長(zhǎng)度計(jì)算出電線電阻和電線壓降，合理選擇電源的電壓。(見下表)