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AC/DC電源供應器對輸入電源的設計考量

AC/DC電源供應器是最常見也最廣泛被使用的電源供應器,小到如智慧型手機的充電器,或是大型數據資料中心的機櫃式電源供應系統等,多數皆屬於交流電轉直流電型態的電源供應器。電源供應器肩負一個重要的任務,不管輸入的交流電品質,都要盡可能的犧牲自己,做好能源轉換的角色,提供穩定的直流輸出給後端的負載〈設備〉來使用;因此,好的電源供應器從輸入電源的電壓範圍以及電力波形的允許種類範圍,甚至到反饋到電力系統的抗雜訊能力都會是設計上要考量的重點。

全世界的市電〈AC Mains〉規格不一,單相電壓最小的是日本〈100Vac〉,電壓最高則是多數非洲國家〈240Vac〉。好的電源供應器會考量到所有的市電範圍都可以使用,也就是市面上常說的全域電壓〈Full Range Voltage〉設計,並標示輸入電壓範圍為90Vac~264Vac,這個範圍是以額定電壓的±10%來考量,也就是100Vac國家的-10%與264Vac的+10%。輸入電壓範圍是安規〈Safety〉要求必須標示在產品銘板〈Rating Label〉上的資訊,有興趣的讀者可以去你們的電源供應器上看看。然而,成本考量也是重點,如果產品本身不具有移動性的特質,只會在固定的地方使用,其實也不需要在設計時考量全域的電壓範圍,這樣一來電源供應器的成本也會相對便宜。

不同的電器設備對於輸入電力的品質要求不一,以小型充電器來說,輸入與輸出功率相對小,對於電力系統的反饋影響非常小,加上電源控制IC的設計與功能都相對精良,一般來說只要是在標稱的輸入市電電壓,通常都可以正常運作,唯獨要注意的是不正常突波或是雷擊,可能會造成這個小充電器毀損。

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然而音響設備則需要較純淨的輸入電源,因此,音響設備的電源供應器,在設計上要考量的地方相對較多,尤其是在電磁干擾EMI以及射頻干擾 RFI上的處理。高級的音響設備也常常在前級系統上加上穩定交流電壓與頻率的電路設計,這些設計的目的是讓放大器的音源輸出,在純淨的正弦波輸入下可以有最好的表現。

對於電力不穩定的未開發國家來說,經常面臨到瞬間的高電壓〈Surge〉、電壓低下〈Sag〉、高壓突波〈Spike〉或是頻率飄移等問題,經常造成電器設備的毀損。好的電源供應器在設計上有比較好的電力問題耐受性,遇到上述問題時有一定的允許範圍;而當電源供應器的電力問題耐受程度不高時,消費者為了確保電器設備不被損毀,往往會購買不斷電系統〈UPS〉作為市電與電氣設備的中繼保護設備,尤其是在電腦與伺服器的應用上,再加上這些區域經常斷電,民眾多自備發電機供電。因此,電源供應器的設計或是UPS的挑選都要滿足發電機應用上的需求。全漢企業是電源供應器的設計專家,我們在產品設計上都會考量應用場合的需求,提供穩定的品質水準,以符合市場的期待。

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