什么是開關(guān)電源

*部分：電源指標(biāo)的概念、定義
一． 描述輸入電壓影響輸出電壓的幾個指標(biāo)形式。
1． 穩(wěn)壓系數(shù)。
A．穩(wěn)壓系數(shù)：表示負(fù)載不變時，穩(wěn)壓電源輸出直流變化量△U0與輸入電網(wǎng)變化量△Ui之比。既：
K=△U0/△Ui。
B． 相對穩(wěn)壓系數(shù)：表示負(fù)載不變時，穩(wěn)壓器輸出直流電壓Uo的相對變化量△Uo與輸出電網(wǎng)Ui的相對變化量△Ui之比。急：
S=△Uo/Uo / △Ui/Ui
2. 電網(wǎng)調(diào)整率。
它表示輸入電網(wǎng)電壓由額定值變化+-10%時，穩(wěn)壓電源輸出電壓的相對變化量，有時也以值表示。
3. 電壓穩(wěn)定度。
負(fù)載電流保持為額定范圍內(nèi)的任何值，輸入電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)變化所引起的輸出電壓相對變化△Uo/Uo（百分值），稱為穩(wěn)壓器的電壓穩(wěn)定度。
二． 負(fù)載對輸出電壓影響的幾種指標(biāo)形式。
1． 負(fù)載調(diào)整率（也稱電流調(diào)整率）。
在額定電網(wǎng)電壓下，負(fù)載電流從零變化到zui大時，輸出電壓的zui大相對變化量，常用百分?jǐn)?shù)表示，有時也用變化量表示。
2． 輸出電阻（也稱等效內(nèi)阻或內(nèi)阻）。
在額定電網(wǎng)電壓下，由于負(fù)載電流變化△IL引起輸出電壓變化△Uo，則輸出電阻為
Ro=|△Uo/△IL| 歐。
三． 紋波電壓的幾個指標(biāo)形式。
1． zui大紋波電壓。
在額定輸出電壓和負(fù)載電流下，輸出電壓的紋波（包括噪聲）的值的大小，通常以峰峰值或有效值表示。
2． 紋波系數(shù)Y（%）。
在額定負(fù)載電流下，輸出紋波電壓的有效值Urms與輸出直流電壓Uo之比，既
y=Umrs/Uo x100%
3． 紋波電壓抑制比。
在規(guī)定的紋波頻率（例如50HZ）下，輸出電壓中的紋波電壓Ui~與輸出電壓中的紋波電壓Uo~之比，即：
紋波電壓抑制比=Ui~/Uo~ 。
這里聲明一下：噪聲不同于紋波。紋波是出現(xiàn)在輸出端子間的一種與輸入頻率和開關(guān)頻率同步的成分，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在輸出電壓的0.5%以下；噪聲是出現(xiàn)在輸出端子間的紋波以外的一種高頻成分，也用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在輸出電壓的1%左右。紋波噪聲是二者的合成，用峰-峰（peak to peak）值表示，一般在輸出電壓的2%以下。
四． 沖擊電流。沖擊電流是指輸入電壓按規(guī)定時間間隔接通或斷開時，輸入電流達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)前所通過的zui大瞬間電流。一般是20A——30A。
五． 過流保護(hù)。是一種電源負(fù)載保護(hù)功能，以避免發(fā)生包括輸出端子上的短路在內(nèi)的過負(fù)載輸出電流對電源和負(fù)載的損壞。過流的給定值一般是額定電流的110%——130%。
六． 過壓保護(hù)。是一種對端子間過大電壓進(jìn)行負(fù)載保護(hù)的功能。一般規(guī)定為輸出電壓的130%——150%。
七． 輸出欠壓保護(hù)。當(dāng)輸出電壓在標(biāo)準(zhǔn)值以下時，檢測輸出電壓下降或為保護(hù)負(fù)載及防止誤操作而停止電源并發(fā)出報警信號，多為輸出電壓的80%——30%左右。
八． 過熱保護(hù)。在電源內(nèi)部發(fā)生異常或因使用不當(dāng)而使電源溫升超標(biāo)時停止電源的工作并發(fā)出報警信號。
九． 溫度漂移和溫度系數(shù)。
溫度漂移：環(huán)境溫度的變化影響元器件的參數(shù)的變化，從而引起穩(wěn)壓器輸出電壓變化。常用溫度系數(shù)表示溫度漂移的大小。
溫度系數(shù)：溫度變化1攝氏度引起輸出電壓值的變化△UoT，單位是V/℃或毫伏每攝氏度。
相對溫度系數(shù)：溫度變化1攝氏度引起輸出電壓相對變化△UoT/Uo，單位是V/℃。
十． 漂移。
穩(wěn)壓器在輸入電壓、負(fù)載電流和環(huán)境溫度保持一定的情況下，元件參數(shù)的穩(wěn)定性也會造成輸出電壓的變化，慢變化叫漂移，快變化叫噪聲，介于兩者之間叫起伏。
表示漂移的方法有兩種：
1． 在的時間內(nèi)輸出電壓值的變化△Uot。
2． 在時間內(nèi)輸出電壓的相對變化△Uot/Uo。
考察漂移的時間可以定為1分鐘、10分鐘、1小時、8小時或更長。
只在精度較高的穩(wěn)壓器中，才有溫度系數(shù)和溫漂兩項指標(biāo)。
十一． 響應(yīng)時間。
是指負(fù)載電流突然變化時，穩(wěn)壓器的輸出電壓從開始變化到達(dá)新的穩(wěn)定值的一段調(diào)整時間。
在直流穩(wěn)壓器中，則是用在矩形波負(fù)載電流時的輸出電壓波形來表示這個特性，稱為過度特性。
十二． 失真。
這是交流穩(wěn)壓器*的。是指輸出波形不是正 波形，產(chǎn)生波形畸變，稱為畸變。
十三． 噪聲。按30HZ——18kHZ的可聽頻率規(guī)定，這對開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換頻率不成問題，但對帶風(fēng)扇的電源要根據(jù)需要加以規(guī)定。
十四． 輸入噪聲。為使開關(guān)電源工作保持正常狀態(tài)，要根據(jù)額定輸入條件，按由允許輸入外并疊加于工業(yè)用頻率的脈沖狀電壓（0——peak）制定輸入噪聲指標(biāo)。一般外加脈沖寬度為100——800us，外加電壓1000V。
十五． 浪涌。這是在輸入電壓，以1分鐘以上的間隔按規(guī)定次數(shù)加一種浪涌電壓，以避免發(fā)生絕緣破壞、閃絡(luò)、電弧等異?，F(xiàn)象。通信設(shè)備等規(guī)定的數(shù)值為數(shù)千伏，一般為1200V。
十六． 靜電噪聲。指在額定輸入條件下，外加到電源框體的任意部分時，全輸出電路能保持正常工作狀態(tài)的一種重復(fù)脈沖狀的靜電。一般保證5——10KV以內(nèi)。
十七． 穩(wěn)定度。
允許使用條件下，輸出電壓zui大相對變化△Uo/Uo 。
十八． 電氣安全要求（GB 4943-90）。
1． 電源結(jié)構(gòu)的安全要求。
1） 空間要求。UL、CSA、VDE安全規(guī)范強(qiáng)調(diào)了在帶電部分之間和帶電部分與非帶電金屬部分之間的表面、空間的距離要求。UL、CSA要求：極間電壓大于等于250VAC的高壓導(dǎo)體之間，以及高壓導(dǎo)體與非帶電金屬部分之間（這里不包括導(dǎo)線間），無論在表面間還是在空間，均應(yīng)有0.1英寸的距離；VDE要求交流線之間有3mm的徐變或2mm的凈空隙；IEC要求：交流線間有3mm的凈空間隙及在交流線與接地導(dǎo)體間的4mm的凈空間隙。另外，VDE、IEC要求在電源的輸出和輸入之間，至少有8mm的空間間距。
2） 電介質(zhì)實驗測試方法（打高壓：輸入與輸出、輸入和地、輸入AC兩級之間）。
3） 漏電流測量。漏電流是流經(jīng)輸入側(cè)地線的電流，在開關(guān)電源中主要是通過靜噪濾波器的旁路電容器泄露電流。UL、CSA均要求暴露的不帶電的金屬部分均應(yīng)與大地相接，漏電流測量是通過將這些部分與大地之間接一個1.5K歐的電阻，其漏電流應(yīng)該不大于5毫安。VDE允許：用1.5K歐的電阻與150nP電容并接。并施加1.06倍額定使用電壓，對數(shù)據(jù)處理設(shè)備，漏電流應(yīng)不大于3.5毫安。一般是1毫安左右。
4） 絕緣電阻測試。VDE要求：輸入和低電壓輸出電路之間應(yīng)有7M歐的電阻，在可接觸到的金屬部分和輸入之間，應(yīng)有2M歐的電阻或加500V直流電壓持續(xù)1分鐘。
5） 印制電路板要求。要求是UL認(rèn)證的94V-2材料或比此更好的材料。
2． 對電源變壓器結(jié)構(gòu)的安全要求。
1） 變壓器的絕緣。變壓器的繞組使用的銅線應(yīng)為漆包線，其他金屬部分應(yīng)涂有瓷、漆等絕緣物質(zhì)。
2） 變壓器的介電強(qiáng)度。在實驗中不應(yīng)出現(xiàn)絕緣層破裂和飛弧現(xiàn)象。
3） 變壓器的絕緣電阻。變壓器繞組間的絕緣電阻至少為10M歐，在繞組與磁心、骨架、屏蔽層間施加500伏直流電壓，持續(xù)1分鐘，不應(yīng)出現(xiàn)擊穿、飛弧現(xiàn)象。
4） 變壓器濕度電阻。變壓器必須在放置于潮濕的環(huán)境之后，立即進(jìn)行絕緣電阻和介電強(qiáng)度實驗，并滿足要求。潮濕環(huán)境一般是：相對濕度為92%（公差為2%），溫度穩(wěn)定在20到30攝氏度之間，誤差允許1%，需在內(nèi)放置至少48小時之后，立即進(jìn)行上述實驗。此時變壓器的本身溫度不應(yīng)該較進(jìn)入潮濕環(huán)境之前測試高出4攝氏度。
5） VDE關(guān)于變壓器溫度特性的要求。
6） UL、CSA關(guān)于變壓器溫度特性的要求。
注： IEC——International Electrotechnical Commission
VDE——Verbandes Deutcher Electrotechnicer
UL——Underwriters’ Laboratories
CSA——Canadian Standards Association
FCC—— Federal Communications Commission
十九． 無線電騷擾（按照GB 9254-1998測試）。
1． 電源端子騷擾電壓限值。
2． 輻射騷擾限值。
二十． 環(huán)境實驗。
環(huán)境試驗是將產(chǎn)品或材料暴露到自然或人工環(huán)境中，從而對它們在實際上可能遇到的貯存、運輸和使用條件下的性能作出評價。
⑴ 低溫
⑵ 高溫
⑶ 恒定濕熱
⑷ 交變濕熱
⑸ 沖撞（沖擊和碰撞）
⑹ 振動
⑺ 恒加速
⑻ 貯存
⑼ 長霉
⑽ 腐蝕大氣（例如鹽霧）
⑾ 砂塵
⑿ 空氣壓力（高壓或低壓）
⒀ 溫度變化
⒁ 可燃性
⒂ 密封
⒃ 水
⒄ 輻射（太陽或核）
⒅ 錫焊
⒆ 接端強(qiáng)度
⒇ 噪聲：微打65DB
二十一． 電磁兼容性試驗。
電磁兼容性試驗（electromagnetic compatiblity EMC）
電磁兼容性是指設(shè)備或系統(tǒng)在共同的電磁環(huán)境中能正常工作且不對該環(huán)境中 任何事物構(gòu)成不能承受的電磁干擾的能力。
電磁干擾波一般有兩種傳播途徑,要按各個途徑進(jìn)行評價.一種是以波長長的頻帶向電源線傳播,給發(fā)射區(qū)以干擾的途徑,一般在30MHZ以下.這種波長長的頻率在附屬于電子設(shè)備的電源線的長度范圍內(nèi)還不滿1個波長，其輻射到空間的量也很少，由此可掌握發(fā)生于電源線上的電壓，進(jìn)而可充分評估干擾的大小，這種噪聲叫做傳導(dǎo)噪聲。
當(dāng)頻率達(dá)到30MHZ以上，波長也會隨之變短。這時如果只對發(fā)生于電源線的噪聲源電壓進(jìn)行評價，就與實際干擾不符。因此，采用了通過直接測定傳播到空間的干擾波評價噪聲大小的方法，該噪聲就叫做輻射噪聲。測定輻射噪聲的方法有上述按電場強(qiáng)度對傳播空間的干擾波進(jìn)行直接測定的方法和測定泄露到電源線上的功率的方法。
電磁兼容性試驗包括以下試驗：
① 磁場敏感度：（抗擾性）設(shè)備、分系統(tǒng)或系統(tǒng)暴露在電磁輻射下的不希望有的響應(yīng)程度。敏感度電平越小，敏感性越高，抗擾性越差。固定頻率、峰峰值的磁場
② 靜電放電敏感度：具有不同靜電電位的物體相互靠近或直接接觸引起的電荷轉(zhuǎn)移。300PF電容充電到-15000V，通過500歐電阻放電?？沙?，但放完后要正常。數(shù)據(jù)傳遞、儲存，不能丟
③ 電源瞬態(tài)敏感度：包括尖峰信號敏感度（0.5us 10us 2倍）、電壓瞬態(tài)敏感度（10%-30%，30S恢復(fù)）、頻率瞬態(tài)敏感度（5%-10%，30S恢復(fù)）。
④ 輻射敏感度：對造成設(shè)備降級的輻射干擾場的度量。（14K-1GHZ，電場強(qiáng)度為1V/M）
⑤ 傳導(dǎo)敏感度：當(dāng)引起設(shè)備不希望有的響應(yīng)或造成其性能降級時，對在電源、控制或信號線上的干擾信號或電壓的度量。（30HZ-50KHZ 3V ，50K-400M 1V）
⑥ 非工作狀態(tài)磁場干擾：包裝箱4.6m 磁通密度小于0.525uT,0.9m 0.525Ut。
⑦ 工作狀態(tài)磁場干擾：上、下、左、右交流磁通密度小于0.5mT。
⑧ 傳導(dǎo)干擾：沿著導(dǎo)體傳播的干擾。10KHz-30MHz 60（48）dBuV。
⑨ 輻射干擾：通過空間以電磁波形式傳播的電磁干擾。10KHz-1000MHz 30 屏蔽室60（54）uV/m。
第二部分 測試方法
一． 耐電壓
（HI.POT,ELECTRIC STRENGTH ,DIELECTRIC VOLTAGE WITHSTAND）KV
1.1 定義:于的端子間,例如:I/P-O/P,I/P-FG,O/P-FG間,可耐交流之有效值,漏電流一般可容許10毫安,時間1分鐘。
1.2 測試條件：Ta：25攝氏度；RH：室內(nèi)濕度。
1.3 測試回路：
1.4 說明：
1．4．1 耐壓測試主要為防止電氣破壞，經(jīng)由輸入串入之高壓，影響使用者安全。
1．4．2 測試時電壓必須由0V開始調(diào)升，并于1分鐘內(nèi)調(diào)至zui高點。
1．4．2 放電時必須注意測試器之Timer設(shè)定，于OFF前將電壓調(diào)回 0V。
1．4．3 安規(guī)認(rèn)證測試時，變壓器需另行加測，室內(nèi) ，溫度25攝氏度，RH：95攝氏度，48HR，后測試變壓器初/次級與初級/CORE。
1．4．5生產(chǎn)線測試時間為1秒鐘。
二．紋波噪聲（漣波雜訊電壓）
（Ripple & Noise）%，mv
2．1定義：
直流輸出電壓上重疊之交流電壓成份zui大值（P-P）或有效值。
2．2測試條件:
I/P: Nominal
O/P : Full Load
Ta : 25℃
2．3測試回路:
2．4測試波形:
2．5說明:
2．5．1示波器之GND線愈短愈好,測試線得遠(yuǎn)離PUS。
2．5．2使用1：1之Probe。
2．5．3 Scope之BW一般設(shè)定于20MHz，但是對于目前的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品測試紋波噪聲將BW設(shè)為zui大。
2．5．4 Noise與使用儀器，環(huán)境差異極大，因此測試必須表明測試地點。
2．5．5測試紋波噪聲以不超過原規(guī)格值 +1%Vo。
三．漏電流（洩漏電流）
（Leakage Current）mA
3．1定義：
輸入一機(jī)殼間流通之電流（機(jī)殼必須為接大地時）。
3．2測試條件：
I/P：Vin max.×1.06（TUV）/60Hz
Vin max.（UL1012）/60Hz
O/P: No Load/Full Load
Ta: 25 ℃
3.3測試回路：
3．4說明：
3．4．1 L，N均需測。
3．4．2UL1012 R值為1K5。
TUV R值為2K/0。15uF。
3．4．3漏電流規(guī)格TUV：3。5mA,UL1012:5mA。
四．溫度測試
（Temperature Test）
4.1定義：
溫度測試指PSU于正常工作下，其零件或Case溫度不得超出其材質(zhì)規(guī)
格或規(guī)格定值。
4．2測試條件：
I/P: Nominal
O/P: Full Load
Ta : 25℃
4．3測試方法：
4．3．1將Thermo Coupler（TYPE K）穩(wěn)固的固定于量測的物體上
（速干、Tape或焊接方式）。
4．3．2 Thermo Coupler于末端絞三圈后焊成一球狀測試。
4．3．3我們一般用點溫計測量。
4．4測試零件：
熱源及易受熱源影響部分
例如：輸入端子、Fuse、輸入電容、輸入電感、濾波電容、橋整、熱
敏、突波吸收器、輸出電容、輸出電容、輸出電感、變壓器、鐵芯、
繞線、散熱片、大功率半導(dǎo)體、Case、熱源零件下之P.C.B.……。
4．5零件溫度限制：
4．5．1零件上有標(biāo)示溫度者，以標(biāo)示之溫度為基準(zhǔn)。
4．5．2其他未標(biāo)示溫度之零件，溫度不超過P.C.B.之耐溫。
4．5．3電感顯示個別申請安規(guī)者，溫升限制65℃Max（UL1012）,75℃
Max（TUV）。
五．輸入電壓調(diào)節(jié)率
（Line Regulation）, %
5．1定義：
輸入電壓在額定范圍內(nèi)變化時，輸出電壓之變化率。
Vmax-Vnor
Line Regulation（+）=------------------
Vnor
Vnor-Vmin
Line Regulation（-）=------------------
Vnor
Vmax-Vmin
Line Regulation=----------------
Vnor
Vnor:輸入電壓為常態(tài)值，輸出為滿載時之輸出電壓。
Vmax:輸入電壓變化時之zui高輸出電壓。
Vmin:輸入電壓變化時之zui低輸出電壓。
5．2測試條件：
I/P：Min./Nominal/Max
O/P:Full Load
Ta:25℃
5.3測試回路：
5．4說明：
Line Regulation 亦可直接Vmax-Vnor與Vmin-Vnor之±zui大
值以mV表示，再配合Tolerance%表示。
六．負(fù)載調(diào)節(jié)率
（Load Regulation）%
5．1定義：
輸出電流于額定范圍內(nèi)變化（靜態(tài)）時，輸出電壓之變化率。
|Vminl-Vcent|
Line Regulation（+）=------------------×100%
Vcent
|Vcent-VfL|
Line Regulation（-）=------------------×100%
Vcent
|VminL-VfL|
Line Regulation（%）=----------------×100%
Vcent
VmilL:zui小負(fù)載時之輸出電壓
VfL:滿載時之輸出電壓
Vcent:半載時之輸出電壓
6．2測試條件：
I/P：Nominal
O/P:Min./Half/Full Load
Ta:25℃
6.3測試回路：
6．4Load Regulation亦可直接Vmin.L-Vcent與Vcent-Vmax.之±zui大
值以mV表示，再配合Tolerance%表示。
第三部分 測試報告要求的項目：
對于電源部品認(rèn)定測試， 測試報告要求提供測試數(shù)據(jù)及結(jié)論。來料檢可根據(jù)要求減少測試項目，對于測試不合格品的應(yīng)該表明不合格的測試項。
一． 輸入特性。
1． 工作輸入電壓和電壓變動范圍。
2． 輸入電壓的頻率和頻率變動范圍。
3． 額定輸入電流。是指在輸入電壓和輸出電流在額定條件時的電流。
4． 輸入下陷和瞬間停電。這是一種輸入電壓瞬間時下降或瞬斷的狀態(tài)，要用額定輸出電壓和電流加以限定。測試的指標(biāo)為電壓和時間。
5． 沖擊電流。
6． 漏電流。
7． 效率。因為該指標(biāo)與發(fā)熱有關(guān)，因此散熱時要考慮效率。
8． 測試中要標(biāo)明輸入采用單相2線式還是3相三線式。
二． 輸出特性。
1． 額定輸出電壓。
2． 額定輸出電流。
3． 穩(wěn)壓精度。
1） 電壓穩(wěn)定度。
2） 電流調(diào)整率。
3） 紋波噪聲。包括zui大紋波電壓；zui大紋波噪聲電壓。
4． 瞬間電流變動導(dǎo)致的輸出電壓的變動值。
三． 附屬功能要求。
1． 過流保護(hù)。
2． 過壓保護(hù)。
3． 輸入欠壓保護(hù)。
4． 過熱保護(hù)。
5． 絕緣電阻。輸入端與殼體；輸入端子和輸出端子；輸出端子和殼體。
6． 絕緣電壓。打高壓：輸入與輸出、輸入和地、輸入AC兩級之間，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)制定高壓值。
四． 結(jié)構(gòu)規(guī)格。
1． 形狀條件：如外包裝機(jī)殼的有無等。
2． 確定外型尺寸和尺寸公差。
3． 安裝條件：安裝位置、安裝孔、等。
4． 冷卻條件：強(qiáng)制或自冷以及通風(fēng)方向，風(fēng)量和孔徑尺寸。
5． 接口位置和標(biāo)志。
6． 操作零部件（輸出電壓可調(diào)電阻、開關(guān)、指示燈）的位置和提示文字的位置。
7． 重量。
五． 使用環(huán)境條件。
1． 溫度。
2． 濕度。
3． 耐振動、沖擊。
六． 其它條件。
1． 輸入噪聲。
2． 浪涌。
3． 靜電噪聲（有外殼的有要求）。