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技術專題
電路設計AC-DC電源
在電子設計中，有時我依賴經驗，有時我接受具有良好指導方針會有所幫助。設計AC-DC電源是您要參考手冊或其他準則的情況之一。AC-DC電源存在很多風險，容易出錯。因此，讓我們看一下我為您制定的指南。
什么是AC-DC電源？
開關模式AC-DC電源。
幾乎每個低壓設備都需要電源才能正常工作。這些設備使用直流電壓工作，而這些電壓不能直接從建筑物和家中的交流電插座中獲得。AC-DC電源設計用于將交流市電轉換為低壓組件，并將其降低到安全且合適的直流水平。
AC-DC電源可以作為單獨的模塊存在，也可以包含在設備本身中。無論哪種方式，它們都通過將交流電壓轉換為所需的輸出電平，對正弦電壓進行整流以及對峰值進行平滑以提供線性，穩定的直流輸出來進行操作。
AC-DC電源的類型
在設計AC-DC電源之前，您必須了解眾多變化之間的差異。
隔離與非隔離
這種隔離式電源使用變壓器將交流電和直流電分開。
使用隔離電源意味著交流輸入與直流輸出在物理上是分開的。但是，在輸入和輸出之間連接了非隔離或離線電源。如果需要考慮安全性，則需要選擇隔離的拓撲。
注意，將變壓器包含在隔離設計中會大大降低電源效率。非隔離電源可提高效率，但會降低安全性。
某些系統，例如醫療設備，需要強制使用隔離電源。非隔離電源可以在不太關鍵的應用中找到，例如照明和各種傳感器。
線性與開關模式
線性和開關模式電源是指如何產生輸出電壓。在線性電源中，AC波形經過整流，平滑并提供給DC負載。同時，開關電源通過PWM產生高頻電壓脈沖。
如果您需要低成本且“干凈”的電源，則需要使用線性電源。但是，線性電源效率不高，為重負載供電時很容易發熱。開關電源在向負載傳輸功率方面效率更高，但因高頻開關產生的噪聲而臭名昭著。
降壓與升壓
您會經常聽到與電源相關的術語“降壓”和“升壓”。降壓拓撲表示降壓電源，而“升壓”電源將輸入轉換為更高的輸出電壓。
如果要從交流市電降壓到為低壓組件供電，則需要降壓型AC-DC電源。
AC-DC電源設計中的挑戰
電涌是AC-DC電源中的一個問題。
低估AC-DC電源設計中的挑戰是錯誤的。這是您需要解決的一些常見問題。
開關噪聲
對于開關電源，穩壓器不可避免地會引入噪聲。您需要控制噪聲并阻止它影響電源供電的敏感走線或組件。低通濾波器將抑制高頻噪聲。
涌動
AC-DC電源容易受到來自交流電源的電涌或瞬變的影響。有一些標準（EN61000-4-4，EN61000-4-5）規定了電源如何響應此類事件。為了保護電源，您需要使用諸如金屬氧化物壓敏電阻（MOV）和氣體放電管（GDT）之類的組件。
過電流
AC-DC電源設計為在最大電流限制下運行。但是，在某些情況下，負載可能會吸收比允許的更大的電流，無論是否有意為之。您需要確保在發生短路或過電流時將電壓降低到零。某些電源被設計為在過電流保護啟動之前的短時間內被驅動以超過極限。