如何選購可靠且安全的電源

    面對眾多的選擇，用戶依然茫然不知如何選擇一款安全可靠的電源產品。在眾多產品規范說明書的介紹下，工藝標準技術規范使工程師選購可靠且安全的電源。  

    安全第一  

    電源設備需要提供隔離功能，從而保證電源設備的安全性，免受來自高壓饋電線的危險，是最基本的也是常常容易被忽視的。電源設備的這種安全性是由電源變壓器實現的，于是，為了使變壓器能傳送足夠的電力就要求它必須具備相應的規模。  

    一臺較大的變壓器通常裝備有散熱器，這樣可以獲得良好的產品壽命。此外，在變壓器的原邊和副邊線圈之間還要使用雙重隔離，從而保證最大的安全性。  

    可靠性  

    人們常常單純要求電源產品的壽命，其實，影響電源壽命的因素很多，如像平均負載率、振動和周圍的環境溫度等。其中，環境溫度很重要，所以排放出由電源內部元件所產生的總熱量非常關鍵。  

    因為電源設備制造商并不了解最終用戶的使用條件，所以他們唯一能提供考的壽命性能是電源產品的平均故障間隔時間MIBF(MeanTimeBetweenFailure)；電源的MTBF值，在任何情況下，都是由電源內部的電解電   
容MTBF之值所決定的。當電源設備里排除掉電容的影響因素時，其計算的MTBF可能為10萬小時或者更長一些。然而，電解電容的典型MTBF之值僅僅是3萬小時。  

    一些電源設備制備制造商已開發出他們自己的電源MTBF計算方法，而且計算出的MTBF值是比較高的，所以用戶最好使用在MIL-HDBK-217E方式中所定義的MTBF之值，同廠家給定的電源MTBF之值相比較，來正確判斷產品的性能。因為MIL-HDBK-217E定義的計算MTBF方法是已經被證實的并且是廣泛可以接受的，計算的MTBF值也是可核實的。  

    當評價電源產品的標稱壽命時，電源是否運行在額定的滿負載狀況是評價電源的另一重要考慮因素。如果電源設備裝有合適的散熱器而且無熱循環，在低于滿負載的情況下且連續工作，電源就能有更長的壽命。綜合考慮以上因素，建議選型工程師最好依靠MIL-HKBK-217E方法驗證電源產品的MTBF之值，確保電源在合適的條件下工作，只要做到這一點，也不必再考慮電解電容的短壽命問題。  

    功率因數校正  

    電源的另一個關鍵性的性能要素是它的功率因素。教科書里定義的功率因數是加在負載上的電壓和電流波形之間的相角余弦（若電壓波形與電流波形的相角差為φ,則cosφ便是電源的功率因數）。當加在負載上的電壓和電流波形相位一致時(即相角差φ=0),則功率因數cosφ=1是理想的情況；當加在負載上的電壓和電流波形相角差為90°時（即φ=90°）,則功率因數等于零（處于最小值）；通常，電源的功率因數處于0到1之間，即0≤cosφ≤1，可用百分數表示。  

    加在負載上的電壓和電流波形之間存在相位差導致的結果之一是供電效率降低，即產生所要求的電力需要輸入更大的電力；導致的另外一個結果而且是更嚴重的后果，那就是電壓和電流的波形差產生過多的高次諧波。大量的高次諧波反饋到主輸入線（電網），造成電網被高次諧波污染成為惡性事故的隱患；同時，這種高次諧波也會擾亂控制系統里的敏感低壓電路。 

    現有兩種主要的功率因數校正PFC（PowerFactorCorrection）方法：第一種方法是在輸入端使用簡單的線圈；第二種方法是使用特殊的電子功率因數校正電路。利用線圈叫作“無源”PFC，利用該方法通�？色@得到0.7～0.8的功率因數。利用第二種方法（也叫作“有源”PFC）則可產生最少量的高次諧波從而更有效地利用電網提供的電能。有源PFC可產生高于95％的功率因數，在大型電源里最為有用，因為產生的高次諧波是直接和負載電流成正比的。例如，在10A乃至更高負載電流的24Vdc電源里利用有源PFC方法是最適宜的。  

    工程師應當認識到，電源具備功率因數校正功能的重要意義不僅僅是保證電源不輻射或是不傳導所不希望的電噪聲。因此，作為規劃選型工程師必須尋找符合際規范的電源產品，這些規范包括電的發射規范EN55011-BtEN55022-B和有關高次諧波發射污染電網的規范EN61000.3.2。  

    浪涌保護  

    電源里內置浪涌保護功能已是日益流行的性能。許多電源已使用單獨的浪涌保護器件，以防高電壓波峰沖擊，如雷電沖擊。  

    某些開關電源現已提供EN61000-4-4和EN61000-4-5所定義的浪涌保護，這是內置的浪涌保護功能（提供高達4kV的浪涌保護），由于不需要外加的抑制器從而縮小了珍貴的面板空間。這種新的國際標準使得工程師容易選擇電源，因為浪涌保護的標準化級別早已建立。

    過載和短路保護 

    任何電源都具備的重要特性是提供公布的連續滿負載能力。更重要的是電源具備某些內置的誤差余量或是計算（考慮）過載情況的容錯。一臺好的電源是最低能提供5％的過載保護，較理想的情況是提供出10％的過載保護。