电源选型需要知道的关键参数和测量技术

电源额定值与测量技术的使用

正在学习电子学的人似乎常常对电源的额定值感到困惑。在我认为一个典型的交流/直流壁挂式电源应该有准确的输出电流值打印在标签之前,曾和一些人聊过这个问题。

我想这个问题的根本原因可能在于,当涉及到电压和其他相关规格时,大多数输出都具有确切的额定值。然而,电流额定值却几乎总是最大额定值。例如,Digi-Key零件编号364-1285-ND、厂商零件编号L6R48-120的电源的最大额定电流为4A。根据我所看到的情况,很多标签均未注明这个情况,而人们会将其视为恒定值。

为什么这一点很重要?

电源上的最大额定电流值意味着,几乎任何低于4A的负载都可以使用该电源。但某些类型的电源确实具有所需的绝对最小输出负载,因此请务必查看规格书。许多新手并没有意识到,其实可以在一个电源下结合使用多种技术,只要消耗的电流不超过4A或任何电源的最大额定值(可能因电源的类型而有所差异)即可。

额定电压

电源的另一个重要规格是电压。电源通常具有两种类型的电压:输入和输出。对于交流/直流电源而言,输入往往是一个范围值,因为交流电压在输出端会发生变化,此外一些应用使用的是240 VAC而非120 VAC。以上文所述零件编号为例,其输入范围为90-264 VAC。
 
工程师们可能希望根据应用将输出端电压转换为不同的电平。输出电压几乎总是精确的额定值或至少是预期的平均输出。再来看看上文所述的零件编号,其规格书注明,预期电压输出的变化范围约+/-5%,预期纹波会小于1%。它们甚至在所有版本的零件编号下的图表中定义了这些规格的含义。因此,请务必查看规格书,了解电压输出精确度和纹波信息。有些电源还内置了实现平稳输出或进行调节的技术。其中一些规格对于简单的应用来说无关紧要,但可能会对其他复杂的应用造成非常不利的影响。这时,你可以通过多种方式来调节电压。

不同的技术和电源

如今,某些技术变得愈加复杂,因为可能需要一些额外的器件才能使其正常发挥作用,并在预期的平均电流强度下工作。因此,了解无源和有源元件或器件之间的区别非常重要。建议阅读我发布的关于确定极性的文章:如何确定元件是否具有极性。

无源元件不需要电能来维持其规格和动作(电阻、电容、电感、导体、开关、连接头和其他类似物料)。这也就意味着,这些元件始终可以消耗电能,但从不自行发电。有源元件则总是需要一定量的外部电能,并且具有改变现有电能的能力。有源元件本身也不能发电,任何耗电的器件总是需要电能。目前甚至还有不同类型的电源,其电流可保持恒定值和/或电压可保持恒定值(甚至两者同时存在)。这些电源通常针对特定应用而构建(例如驱动LED)或为需要微调电流/电压的应用定制。当你对不同类型的电源存有疑问时,建议查看规格书。

自动调节输出

某些LED驱动器实际上可以根据技术自动调节某项输出。恒流驱动器很可能具有电压输出范围,并且只要电压高于或低于该范围,就会自动将其调节到所驱动的电压范围中。恒压驱动器的工作方式与典型的交流/直流电源类似,其额定电流即为最大输出。只要LED在此限值下,就可以使用。在这种情况下,可能需要串联限流电阻,具体取决于正向电压和额定电流。

有效电阻

在电子学分析中,一些理论有助于分析更复杂的系统。其中之一就是“有效电阻”的概念。其基本含义是,系统中的无源器件组合可以整合到一个电路中以得出单个数值,从而有效地计算系统中的总功耗。现在可以借助万用表轻松实现此目的,因为它们可以读取总电阻。这一概念也可以在有一定误差范围的条件下应用于有源器件,因为即便是仅包含晶体管、二极管和其他基本有源元件的器件中也总是会存在一定的电阻。

均方根(RMS)测量

然而,由于有源元件的表现行为与无源元件大相径庭,因此复杂性也大大增加。在这种情况下,需要测量均方根电压、功率和电流。某些万用表可以测量均方根,这些器件可以读取“真正的RMS”读数。当你希望系统中的电压产生变化(交流或直流脉冲/其他波形)时,这一点尤其重要。如果采购诸如示波器之类的复杂分析设备则可能大有裨益,因为它们有时会包含许多可用于排除系统故障的功能。

本文转载自:得捷电子DigiKey

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