switching power supply

    問題
    答案
1. 什麼是轉換效率?
答案:
  電源其實就是一個由變壓器和交流/ 直流轉換器以及相應穩壓電路所組成的“綜合變電器”。這個“綜合變電器”裏面包含兩個主要部件—“變壓器”和“電流轉換器”,而這兩個部件本身就存在著電能的消耗,它們附屬的穩壓電路自然也不例外,因此電源本身又是一個“耗電器”。輸入電源的能量並不能100% 轉化為供主機內各部件使用的有效能量,這樣就出現了一個轉換效率的問題。
電源轉換效率=電源為主機提供的即時輸出功率/輸入電源的即時功率× 100%。
  A. 不同的電源產品,其轉換效率不同。
  B. 同一電源產品,在不同的工作狀態下,其轉換效率也有變化。
A點很容易被人理解,因為不同的電源產品之間,它們內在的變壓電路、電流轉換器以及功能電路都會有所不同,再加上自身的功率本來就不相同,所以轉換效率不同是理所當然的。但是為什麼同一產品的轉換效率也會變化呢?這就要先從電源的輸出電壓說起了:
例如: 假設電源的輸入電壓是額定的220V,而輸出電壓則有+12V、+5V、+3.3V等等不同的需求,這就表示電源裏至少擁有三種不同(“線圈纏比”、“磁感洩露率”不同)的變壓器,由於三種變壓器的功耗不盡相 同,就意味著+12V、+5V 和+3.3V的電壓輸出其各自所對應的變壓器轉換效率亦不相同。
機器處於不同工作狀態時,各部件的使用頻率和工作負荷會有所不同,導致不同電壓輸出回路的工作負荷浮動,所以在不同的工作狀態下,電源轉換效率也是變化的。通過上面的分析我們知道,電源自身功耗的浮動不是很大,而電源對外輸出的浮動就比較大了,所以通常認為電源的輸出負載越大,單位負載所“分攤”的電源自身功耗就越小,此時轉換效率也就越高。


2. 電源規範對轉換效率的要求?
答案:
  轉換效率與PFC電路功率因數的區別:
  最近有些電源標稱自己的轉換效率高達98%,但研究發現他們所謂的“轉換效率”實際上是主動式PFC 電路的功率因數,這個因數表象徵的是有多少電能被電源利用了(輸入電源的實際能量/電網供給電源的能量),對於主動式PFC 電路來講,功率因數可以達到98% 甚至99% 的水準。而一般所謂的轉換效率,應該是電源供給其他設備的能量/輸入電源的能量,二者表徵的物件是不一樣的。


3. 轉換效率與我們的關係?
答案:
  從電源規範對電源轉換效率的嚴格要求,我們不難看出電源轉換效率這個指標的重要意義。那轉換效率是如何與我們每個人密切相關的呢?例如:就典型的一般電源產品來說,其在實際工作中,轉換效率大約在40%~55% 之間,也就意味著有45%~60% 的電能被轉化為熱量白白浪費掉了,以標稱輸入功率15W的電源產品為例,損耗功率約6.75W~9W。 如果換作典型的交換式電源,由於轉換效率提高到70%~85%,那麼電功率的損耗只有30%~15%,因此只要輸入功率為6W 的電源就可以達到5W 的實際輸出功率。這樣算來,二者的功耗相差9W 左右,對於一台每天工作10 小時的機器,一天下來可以節約0.21 度(千瓦時)電,一年下來就是77 度電,以每度電6 角錢計算,光一年節省的電費就是46.2 元。(單位為人民幣) 節約用電的同時就是為環保作出了貢獻;另一方面,電源轉換效率的提高意味著電源自身發熱量的減少,這樣更有利於降低機器內的溫度。


4. 何謂EMI(電磁波干擾)?
答案:
  任何高頻電子產品均會產生雜訊(Noise),電子雜訊干擾可分為傳導干擾和幅射干擾兩方面來談,一般而言,傳導干擾會透過電源線去干擾影響其他電子或電器產品正常運作,而幅射干擾則是透過空氣去干擾影響其他設備,對於電器用品的使用,一般國家的電氣器安規皆有制定防止電磁干擾之規範,例如歐洲IEC (EN55015)、美國FCC PART 18、日本JIS等等皆有規定商業用及住家用防止電磁干擾之標準,其中以歐洲在這方面的規定最為嚴峻。


5. 何謂安規?
答案:
   即安全規範,在規範中對產品的裝置與電子元件有明確的陳述及指導,以避免設計不良或使用不當導致災害事故的發生;進而會造成生命、財產的損失。因此大多數國家都制定自己的安全法規。又由於各國地理環境及電壓的差異,安全規範又不完全相同。
安規的一般要求: 防電擊、火災、輻射危險、溫度過高危險、化學危險、機械危險。


6. 常見安規標誌?
答案:
UL/CUL, FCC Mark (適用美國地區)
GS Mark (適用德國地區)
PSE/S-mark (適用日本地區)
CCC (適用中國地區)
CSA (適用加拿大地區)
EK-Mark (適用韓國地區)
PSB (適用新加坡地區)
ASTA Mark (適用英國地區)
BSMI (適用台灣地區)


7. 為何安規零件不可以隨意變更?
答案:
  安規零件是認證機構重點管控的,任何己取得認證的產品,其安規零件不可隨意變更。因這些安規零件變更未經過認證機構驗證,很可能會影響產品的安全性能。通過規定之安規零件,如廠商、材質、型號、規格變更都需向認證機構申請報備,並經測試通過後發出正式報告才可投入生產。

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