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技術(shù)專題
電路設(shè)計AC-DC電源
在電子設(shè)計中，有時我依賴經(jīng)驗，有時我接受具有良好指導(dǎo)方針會有所幫助。設(shè)計AC-DC電源是您要參考手冊或其他準(zhǔn)則的情況之一。AC-DC電源存在很多風(fēng)險，容易出錯。因此，讓我們看一下我為您制定的指南。
什么是AC-DC電源？
開關(guān)模式AC-DC電源。
幾乎每個低壓設(shè)備都需要電源才能正常工作。這些設(shè)備使用直流電壓工作，而這些電壓不能直接從建筑物和家中的交流電插座中獲得。AC-DC電源設(shè)計用于將交流市電轉(zhuǎn)換為低壓組件，并將其降低到安全且合適的直流水平。
AC-DC電源可以作為單獨的模塊存在，也可以包含在設(shè)備本身中。無論哪種方式，它們都通過將交流電壓轉(zhuǎn)換為所需的輸出電平，對正弦電壓進行整流以及對峰值進行平滑以提供線性，穩(wěn)定的直流輸出來進行操作。
AC-DC電源的類型
在設(shè)計AC-DC電源之前，您必須了解眾多變化之間的差異。
隔離與非隔離
這種隔離式電源使用變壓器將交流電和直流電分開。
使用隔離電源意味著交流輸入與直流輸出在物理上是分開的。但是，在輸入和輸出之間連接了非隔離或離線電源。如果需要考慮安全性，則需要選擇隔離的拓?fù)洹?span>
注意，將變壓器包含在隔離設(shè)計中會大大降低電源效率。非隔離電源可提高效率，但會降低安全性。
某些系統(tǒng)，例如醫(yī)療設(shè)備，需要強制使用隔離電源。非隔離電源可以在不太關(guān)鍵的應(yīng)用中找到，例如照明和各種傳感器。
線性與開關(guān)模式
線性和開關(guān)模式電源是指如何產(chǎn)生輸出電壓。在線性電源中，AC波形經(jīng)過整流，平滑并提供給DC負(fù)載。同時，開關(guān)電源通過PWM產(chǎn)生高頻電壓脈沖。
如果您需要低成本且“干凈”的電源，則需要使用線性電源。但是，線性電源效率不高，為重負(fù)載供電時很容易發(fā)熱。開關(guān)電源在向負(fù)載傳輸功率方面效率更高，但因高頻開關(guān)產(chǎn)生的噪聲而臭名昭著。
降壓與升壓
您會經(jīng)常聽到與電源相關(guān)的術(shù)語“降壓”和“升壓”。降壓拓?fù)浔硎窘祲弘娫矗?span>“升壓”電源將輸入轉(zhuǎn)換為更高的輸出電壓。
如果要從交流市電降壓到為低壓組件供電，則需要降壓型AC-DC電源。
AC-DC電源設(shè)計中的挑戰(zhàn)
電涌是AC-DC電源中的一個問題。
低估AC-DC電源設(shè)計中的挑戰(zhàn)是錯誤的。這是您需要解決的一些常見問題。
開關(guān)噪聲
對于開關(guān)電源，穩(wěn)壓器不可避免地會引入噪聲。您需要控制噪聲并阻止它影響電源供電的敏感走線或組件。低通濾波器將抑制高頻噪聲。
涌動
AC-DC電源容易受到來自交流電源的電涌或瞬變的影響。有一些標(biāo)準(zhǔn)（EN61000-4-4，EN61000-4-5）規(guī)定了電源如何響應(yīng)此類事件。為了保護電源，您需要使用諸如金屬氧化物壓敏電阻（MOV）和氣體放電管（GDT）之類的組件。
過電流
AC-DC電源設(shè)計為在最大電流限制下運行。但是，在某些情況下，負(fù)載可能會吸收比允許的更大的電流，無論是否有意為之。您需要確保在發(fā)生短路或過電流時將電壓降低到零。某些電源被設(shè)計為在過電流保護啟動之前的短時間內(nèi)被驅(qū)動以超過極限。