电源使用说明

◆使用说明

选好用好电源对设备的开发进度和系统的整体性能有非常重要的意义，对设备的可靠运行至关重要。下面就电源选择和使用过程中的一些常见问题进行说明。

◆使用前的注意事项

电源使用之前应先阅读如下警告和注意事项。不正确的应用可能导致电击、电源的损坏、着火或其他危险的发生。

1)请确认已按照规格书的要求正确连接电源输入输出引脚和控制信号的引脚。

2)电源属于元器件，安装和使用必须经专业设计人员进行前期应用设计。

3)如果初级供电电源属于危险电压，绝缘与接地必须符合GB4943-2001的相关规定。

4)电源输出属于危险能量，确保终端用户不能直接接触。

5)设备制造商必须保证电源输入端、输出端不易被服务工程师误操作或遗落金属部件造成短路。

6)本应用文档的更改不能保证及时通知客户，请注意最新的应用说明。

◆输入电压

在选择输入电压规格时应明确系统将应用地区的输入电压的范围，以交流输出为例，常用的输入电压规格AC110V、AC220V、以及通用输入电压(AC85～265V)三种规格。如要出口美、日等市电为AC110V的国家，可以选择110V交流输入的电源；在国内使用或出口国家的市电为AC220V的国家，可以选择220V交流输入或选择通用电压输入的电源。

在选定输入电压规格后，应明确输入电压范围，一般来讲±20%的输入电压范围在城市及大部分地区已经能够满足要求。如果系统所使用的电网电压偏离或波动较大，如：电力系统，小水电，偏僻乡村，动力电三相不平衡等，应选择输入电压范围较宽的电源。

◆电源的散热

电源部件的温度是影响MTBF的最重要因素，要提高电源的可靠性，解决电源的散热设计是非常重要的。在电源规定的温度范围内工作，可以保证电源的各项技术指标，如果超出允许的温度范围，可能会引起电源的某些指标达不到要求。甚至引起电源的寿命缩短甚至损坏。当需要电源在超出规定温度上限工作时，建议采用降额使用法。

电源在工作时会消耗一部分功率，并以热量的形式释放出来，所以用户在进行系统设计时(尤其是封闭的系统)应考虑电源散热的问题。如果系统能形成良好的自然对流风道，且电源位于风道上，可以考虑选择自然冷却的电源；如果系统通风较差，或系统内部温度较高，可以考虑风冷的电源。

◆特殊场合的电源使用

一些特殊负载如电机、灯泡、大型继电器等冲击性负载时，瞬间电流很大，需告知电源厂家，以便进行专门设计。特殊行业有特殊要求，如医疗仪器用的开关电源绝缘耐压需在AC3.75KV以上，对地漏电流也有要求，选用电源时应明确这些要求。

◆输出功率

电源出厂前都经过严格老化测试实验，可以在额定环境下满载工作一年乃至数年以上。合理选择电源的输出功率，和其他电子产品一样，适当降额使用，可以延长电源的使用寿命。

◆输出纹波与噪声

输出纹波和噪声是指叠加在输出直流电压上的交流分量，其指标为在额定输入电压和指定输出负载(阻性)范围内，纹波噪声的最大值，一般以mV为单位。噪声对电路作用的形态有两种：一种是差模(串模)噪声，一种是共模噪声。在一定条件下共模噪声会转化为差模噪声。开关电源会产生或传递共模和差模两种噪声，所以在测量开关电源的纹波噪声时，使用不同的测量方法会导致不同的测量结果。

电源指标中所给出的开关电源输出纹波噪声，通常是指有纹波和高频开关噪声两个不同的分量所构成的差模噪声。如下图所示。第一部分由开关电源的基波开关频率和高次谐波分量构成，电源模块的开关频率通常在50kHz至1MHz之间。第二部分是频率范围在10kHz至50MHz之间的高频开关噪声，此噪声是由各种开关元件的开关脉冲的上升沿和下降沿产生的。

共模噪声可能导致差模噪声测量误差。如将普通示波器探头接到+Vo,而使用较长的地线连接到输出地，那么(差模)测量结果就会产生很大的误差。这是由于共模电流通过示波器的接地线流回噪声源产生的。

如果正输出到大地阻抗和负输出到大地的阻抗相同，那么两路电流是相等的，在这种情况下测量时共模电压相互抵消而不会在示波器上显示。

通常情况下环路阻抗并不均衡，共模电流在两条输出回路上会产生不同的压降，这个电位差会在示波器上显示。另外，非屏蔽的导线即使很短也会形成非常明显的天线效应，该导线可以感应到周围荧光灯、电机、电气设备、被测设备或其它干扰所辐射的随机噪声。

业界所推荐的测试纹波噪声的方法均不覆盖共模噪声的测量。目的是在信号中含有共模噪声的情况下，有效的规避共模干扰，准确测量纹波噪声。对于共模噪声的测试和控制参照FCC、CISPR(国际无线电干扰特别委员会)、VDE等机构所制定的关于EMI方面的标准执行。

为使模块电源准确测量输出纹波噪声，通常采用靠接法、同轴电缆测试法和双绞线测试法等。

1)靠接法

靠接法的示意图如下图所示，用20MHz带宽的模拟示波器或带宽限制为20MHz的数字示波器记录模块电源在输入电压和负载范围内输出电压的最大峰峰值。采用靠接法测试必须除去示波器的电线，直接在模块电源输出管脚之间靠接测试，靠接时尽量在输出插针的根部测量，可避免空间辐射和共模干扰导致的数据失真，这一方法仅适合与输出管脚比较近的场合。

2)同轴电缆测试法

同轴电缆测试法的示意图如下图所示，用20MHz带宽的模拟示波器或带宽限制为20MHz的数字示波器记录模块电源在输入电压和负载范围内输出电压的最大峰峰值。采用同轴电缆测试法测试必须去除示波器的地线，通过90±10cm长度的测试电缆接至示波器的测试探头。

3)双绞线测试法

电源放置在一个离接地板25mm之上的地方，接地板由铝或铜板构成。电源的输出公共端和AC输入地端直接与接地板相连，接地板应该很粗，而且不长于50mm。

用16AWG铜线做成300mm长的双绞线，一端接电源输出，另一端并联一只47μF的钽电容，再接到示波器上。电容的引线应尽可能短，示波器探头的地线应尽可能加到地线环，示波器带宽不小于50Hz,示波器本身交流应接地。

◆AC-DC模块电源应用安全设计

1)标示要求

在保险丝、保护地、开关处必须按照安规要求明确标识规格和符号，能够触及的危险电压和能量贴危险警告标识。

2)电气间隙和爬电距离

对于属于l类设备的应用环境，用户应注意确保L和N在保险丝之前以及输入和金属外壳之间电气间隙大于2mm,爬电距离大于2.5mm;对于II类设备(依靠加强绝缘或双重绝缘防止雷击),确保L和N在保险丝之前电气间隙大于2mm,爬电距离大于2.5mm,输入和金属外壳或SELV电路之间电气间隙大于4mm,爬电距离大于8mm。

3)输入端能量

输入侧如电容较大，可以增加放电电阻保证输入插头或连接器断开后，输入端L、N和保护地两两之间的滞留电压在1秒之内泄放到其最大值的37%以下。

电源接线的选用

电源的接线应选用符合标准的电线，以免出现安全问题。用户可根据电源的输出电流从下表选择电线的线号。当负载距电源距离较远时，可由电线长度计算出电线电阻和电线压降，合理选择电源的电压。(见下表)