通用大功率交流输入:对大众是友好还是一个陷阱?
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大多数可靠的电源(包括容差)可以分为两个电压类别:低压线或高压线。现代电子产品通常使用直流电 (DC) 而非交流电。电流之间的这种差异需要电源才能使能量可用;电源需要支持的输入范围将直接影响成本和性能。
设计一个在“通用输入范围”(85-265 VAC)上工作的电源对于带到不同地区的某些应用可能很有用,例如手机充电器或笔记本电脑电源。许多制造商希望拥有通用输入供应的便利性,以便他们可以减少采购目的的产品偏差和组件数量;但是,可以证明使用单独的供应可以节省价格。
拥有单独产品的另一个论据涉及每个地区的法规。就像不同的电压水平一样,每个地区都有自己的一套必须经过测试和认证的监管规范——让一种仅在美国使用的产品获得认证在欧洲使用并没有多大意义。此外,欧洲等一些地区需要功率因数校正 (PFC),而其他地区则不需要。此外,可以增加单独供应的成本节约。
例如,考虑一个不需要 PFC 的 250 瓦电源。这些电源中的每一个都有一个独特的配置,允许它在其指定的范围内运行。
以低线运行的电源需要比仅以高线运行的电源承载更多的电流。专为高压线设计的电源只需要具有更高电压的组件。
通用输入设计必须适应两个独立电源中最差的一个;它需要能够处理低压线路运行的更高电流并支持高压线路运行的高压要求。使用电压选择开关的配置有一些好处(电压上限更低,电流要求更低),但存在用户无法将开关置于正确状态的风险。它还需要两倍于仅低压线路配置的电容。
输入电容和主电源开关在设计中的变化,基于输入范围和驱动成本差异。其他组件也可以从缩小的范围中受益,例如变压器、二极管电桥或电磁干扰 (EMI) 滤波器,但这些主要会影响性能。设计的功率水平对成本差异也有重大影响。对于为手机充电的 5-10 W 适配器,不会有明显差异。但是,对于 250 W 音频放大器,成本差异可能很大。
如果电机驱动器的功率级别增加到 700 W,则差异会更加显着。此外,如果我们考虑在欧洲使用 PFC 电路,那么制造一个通用电源将是失败的。如果 PFC 还需要在整个线路范围内运行,则它的成本会增加。
证据很清楚,如果一个产品注定不会在其整个生命周期中用于多个区域,那么使用单独的设计来覆盖每个区域是有意义的。仍然需要通用输入电源,但设计人员需要根据功率水平和便携性做出决定,以确定它是否有意义。PFC的要求和不同地区所需的认证也可以让决定变得非常简单。