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首頁 / 常見問題 / 技術文章 / 如何選擇 AC-DC 電源供應器?

如何選擇 AC-DC 電源供應器?

AC-DC電源供應器是現代電子設備中不可或缺的組件,負責將交流電(AC)轉換為直流電(DC),為各類設備提供穩定的電力。無論是在工業自動化、消費電子,還是醫療設備中,選擇合適的電源供應器都至關重要。面對市場上種類繁多的電源選擇,了解其關鍵參數與性能,能有效幫助工程師和使用者找到滿足其應用需求的最佳方案。本篇文章將深入探討選擇AC-DC電源供應器時應考量的各項因素,為您提供選擇合適電源供應器的參考依據。


1. 輸入電壓與頻率


選擇交流轉直流 AC-DC 電源供應器時,首先需要了解其輸入規格,以確保電源供應器能夠符合應用需求。AC電源的輸入電壓通常範圍為90~264Vac,這個範圍涵蓋了全球大多數市場的電壓要求。使用者應確認電源的輸入電壓範圍是否符合其目標市場和應用場景的需求。例如,日本採用較低的輸入電壓為100Vac,像英國、加拿大、美國這些國家則採用240Vac 較高的輸入電壓。此外,交流頻率也是輸入規格需考量的因素,電源供應器通常會支援 50Hz或60Hz頻率,這確保了設備能在不同的電網環境中穩定運行,在選擇AC-DC電源時,必須仔細評估輸入電壓範圍和頻率,確保電源能夠適應不同的應用環境。

2. 輸出電壓


選擇AC-DC電源供應器時,輸出規格是主要的挑選依據。根據輸出電壓 (V)、輸出電流 (A) 及輸出額定功率 (W),使用者可以選擇合適的電源供應器。常見的標準輸出電壓值包括:5Vdc、12Vdc、18Vdc、24Vdc、36Vdc、42Vdc、48Vdc和54Vdc。使用者應根據具體的產業應用挑選適合的輸出電壓值。如果系統負載設計使用的輸出電壓並非業界標準,使用者可以聯繫力億企業,以根據需求設計合適的電壓值。

以下是電子設備常見的內部電源電壓範圍,可能會有所差異,具體取決於設備設計要求:

.伺服器: 5Vdc/12Vdc/48Vdc
.儲存設備: 12Vdc
.防火牆: 5Vdc/12Vdc/24Vdc
.100/400 GbE 交換器: 12Vdc/24Vdc
.非 PoE 交換器: 12Vdc
.PoE 交換器: 54Vdc
.5G 網通設備: 12Vdc/54Vdc
.數位電話交換機: 12Vdc/48Vdc/54Vdc
.電信設備: 48Vdc
.電腦 (個人/工業): 12Vdc
.工業設備: 24Vdc/36Vdc/48Vdc
.金融設備: 24Vdc/48Vdc
.醫療檢測儀器: 12Vdc/24Vdc
.印表機: 24Vdc/48Vdc
.收銀機: 12Vdc/24Vdc
.縫紉機: 100-240V AC/24Vdc
.遊戲機: 12Vdc/24Vdc
.顯示器: 5Vdc/12Vdc/24Vdc

3. 電流與瓦數的挑選


選擇AC-DC電源供應器時,輸出電流必須確保能夠滿足設備的功率需求,避免因電源功率供應不足而影響設備的正常運行。所需的輸出功率(以瓦數W計算)是選擇電源的關鍵考量因素之一。負載消耗的峰值功率決定了電源的額定值。瓦數(W)是電力的基本單位,計算公式為瓦數等於電壓(V)乘以電流(A),即 W = V × A。因此,在選擇電源時,使用者應根據設備的電壓預期的與電流需求來確定所需的功率。

為確保系統穩定運行,選擇的電源額定值應高於負載的最大需求,但也不應過大,以避免不必要的成本和體積增加。通常建議選擇電源時,額定功率應比設備的峰值需求功率高出20%至30%,這樣可以應對可能出現的負載變化和突發情況。如果電源的額定功率小於負載需求,可能會導致電源關閉或提供不正確的輸出電壓,從而影響系統的運行穩定性。

值得注意的是,力億企業有提供的AC-DC電源設計可以在短時間內提供高峰值功率,這使得電源在滿足瞬間大負載需求的同時,最大限度地減少尺寸和成本。因此,根據具體應用場合選擇具備峰值功率供應能力的電源也是一個有效的解決方案。

4. 應用環境需求


選擇AC-DC電源供應器時,應用環境的條件是關鍵考量因素之一。不同的工作環境對電源的設計和運行有不同要求,使用者需根據實際應用場景選擇適合的電源供應器,以確保系統穩定運行。以下是幾個應用環境的主要需求:

(1)   溫度範圍

電源供應器的工作溫度範圍是影響其性能的關鍵因素之一。大多數AC-DC電源的工作溫度範圍在-10°C至+50°C之間,然而在極端環境下(如極冷或極熱的場合),電源供應器的性能會因溫度變化而受到影響。在極冷的環境下,會導致電容器元件結冰,影響開機啟動。在極熱環境下,會使電子元件或半導體性能降低,這使得電源供應器的輸出負載電流減少,功率也隨之降額。為了應對高溫,部分電源設計會使用強制風冷/水冷的方式,通過在電源上風流或水冷方式幫助冷卻電子元件,進而維持電源的最大輸出功率。

(2)  濕度與防護等級

在高濕度或戶外環境中,電源供應器需要具備良好的防護能力,以避免潮濕或灰塵影響電源運行。選擇具有適當防護等級(如IP65或更高)的電源可以保護內部電路免受水分和灰塵的侵害,確保電源在惡劣環境中的穩定運行。

(3)  振動與衝擊

在高振動或頻繁受衝擊的環境中(如工業現場或交通運輸領域),電源供應器必須具備良好的抗振動和抗衝擊能力。符合IEC 60068或MIL-STD-810G標準的電源可以確保在這些苛刻條件下依然保持穩定的性能。

(4)   海拔高度

高海拔環境會影響電源供應器的散熱和絕緣性能。隨著海拔的升高,空氣密度降低,導致散熱效率降低,這需要特別設計的電源供應器來應對。此外,電源內部的絕緣必須增強以防止在低氣壓下發生絕緣擊穿。

(5)  電磁干擾(EMI)

在電磁環境複雜的場景中,電源供應器的抗電磁干擾(EMI)能力至關重要。選擇符合EMC標準的電源可以減少電磁干擾對設備正常運行的影響,確保系統穩定性。

(6)  運行環境規格

電源供應器的工作環境會影響其性能和選擇。在低溫環境中,電容器的溫度係數會使電容值降低,影響輸出負載電流;而在高溫環境下,電源內部組件的最高工作溫度會限制輸出功率。部分電源供應器可以透過在設備上使用強制氣流來幫助冷卻內部組件,從而增加最大額定輸出功率。這些降額係數與冷卻技術都應納入電源選型時的考量。

(7)  應用領域需求

特定應用領域如醫療、航空航天和軍事,對電源供應器的可靠性、安全性及穩定性有更高要求。例如,醫療領域的電源需符合IEC 60601標準,保證絕緣性能與低漏電流,而軍事應用則需符合MIL-STD等標準,以應對極端環境中的挑戰。

5. 尺寸與空間配置


在選擇合適的電源供應器時,使用者應根據應用設備的尺寸需求,評估使用基板型、機殼型或適配器。以確保電源的尺寸和外觀設計能與設備的整體配置相匹配,從而提升整體效率和靈活性。

(1)  基板型電源供應器

基板型電源供應器是以PCB(印刷電路板)為裸板設計,通常應用於嵌入式系統中。這種設計的電源供應器體積小巧,能夠靈活地嵌入到各種設備中,特別適合於空間有限的應用場景。

(2)  機殼型電源供應器

機殼型電源供應器則提供更好的保護,適合於需要穩定運行的環境。這類電源供應器通常具有堅固的外殼設計,能夠有效防止灰塵、潮濕及其他環境因素的影響。它們可用於多種應用,例如機房、工業自動化設備和各類電子產品。

(3)  適配器

適配器是便攜式電源供應器,注重便捷性,常用於外部設備,如筆記本電腦或小型電子產品。適配器的大小和重量相對較輕,便於攜帶。選擇適配器時,應考慮其輸出電壓和功率是否符合設備的需求,以確保設備的正常運行。

6. 總結


選擇合適的AC-DC電源供應器對於各類電子設備至關重要。本篇文章深入探討了在選擇AC-DC電源供應器時需考量的關鍵因素,包括輸入電壓與頻率、輸出電壓、電流與瓦數的挑選、應用環境需求及尺寸與空間配置。

(1) 輸入電壓與頻率:確認電源供應器的輸入規格,以符合不同市場的需求。
(2) 輸出電壓:選擇適合的輸出電壓和功率,以搭配具體應用。
(3) 電流與瓦數:確保選擇的電源能夠滿足設備的功率需求,避免影響設備的正常運行。
(4) 應用環境需求:根據實際環境的溫度、濕度、振動等條件,選擇具備相應防護能力的電源。
(5) 尺寸與空間配置:考慮設備的尺寸要求,選擇合適的電源形式,如基板型、機殼型或適配器。

了解這些要素將幫助工程師和使用者找到最符合需求的AC-DC電源供應器,以確保設備的穩定運行和長期可靠性。


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