解决方案

电源基础
输入电压
点击次数:682 次    更新时间:2022-03-03

(1)输入电压

①什么是输入电压?

可确保各规格的输入电压的公称值或范围。 交流输入时以有效值表示, 直流输入时将瞬时值包含在内表示。 因
此, 直流输入时若含有纹波电压, 需考虑其最小值和最大值。
交流输入的电源一般都采用电容输入对输入进行整流平滑, 因此当输入电压的波形发生失真时, 可能无法正常工
作, 请加以注意。
②输入电压的主要类型 ※相对于电力公司的供给电压, 有±1015%的波动。

ACIN85V-132V  AC100V系统的通常的输入电压。

ACIN85V-132V/ACIN170-264V AC100VAC200V系统      之间切换的输入电压。

ACIN85V-264V  无需从AC100V切换为AC200V系统的输入电压。
ACIN187V-528V   AC400V系统的输入电压。
世界主要国家的电源电压


③直流电压输入
开关电源的输入端装有全波整流元件, 输入直流电压时无需考虑+(正) /-(负) 的连接即可使用。 也就是说, 无论
+(正) 接至ACL) 或ACN) 均可正常工作。
但是, 内置输入电压自动切换电路的电源, 一般不可采用直流输入。 另外, 开关电源采用电容输入方式对输入电
压进行整流后使用, 因此是在接近峰值的直流电压下工作的。
正因为这样, 在使用直流电压时, 需施加输入电压规格值的
2倍的直流电压。
Q1: 能否在低于规格范围的输入电压下使用?
A1: 低于最小输入电压时, 可能无法工作, 或达不到输出规格值。 即使电源工作, 由于输入电流增加, 可能会超出
内部部件的额定值, 导致电源损坏。
Q2: 能否在高于规格范围的输入电压下使用?
A2: 可能会超出内部部件的额定值, 导致电源损坏。
Q3: 输入电压AC100V系统/AC200V系统切换式电源能否在中间电压下使用?
A3: 通过电源内部的自动切换ICAC100V系统时切换至倍压整流电路, AC200V系统时切换至全波整流电路,
在中间电压下使用时, 切换
IC的工作不稳定, 可能无法正常工作。
④电源输入端子的连接方法
电源的AC输入端子分为L(火线) 、 N(零线) 两种, 安全
标准中规定
L端子与商用电源的非接地侧连接、 N端子与
接地侧连接。
这是由于, 在电源内部当
AC线与接地线发生短路时, 为防
止触电而会将
L端子的内置熔丝熔断。
为防止触电和噪声, 电源的
FG端子与大地连接。
另外, 即使
AC线LN端子反接或FG端子未连接, 电源的
公称值及特性不会变化。

⑤输入频率
商用的额定输入频率为50Hz/60Hz。 虽然频率的波动对开关电源几乎不会产生影响, 但对于安全标准认证产
品, 必须在规定的频率范围内使用。
1) 输入频率过高时
本公司电源的输入频率分为47440Hz4763Hz两种, 在超出规格值的高频率下使用时, 会导致输入滤波电
路及整流平滑电路内的损耗增大、 效率下降, 同时发热增加。 另外, 电源还可能会发出声响; 对于带
PFC的电源,
功率因数有可能会下降。
2) 输入频率过低时
频率低于规格值时, 对内部的一次侧平滑电容进行充电的周期比正常时长, 并且无法蓄积充足的电荷, 可能会造
成输出纹波电压增加、 输出电压降低。

⑥交流电压的“有效值”、 “最大值”、 “平均值”
有效值是指实际做功的交流电压, 为“产生与使用直流电时相同功率的交流电压的值” 。 家用电源的100V) 为
有效值, 实际的最大值约为
141.4V2倍) 。
“最大值” 是指以
0V) 为基准的最大的值

“平均值” 是指使半周期的面积与灰色填充区域的面积相等的值

⑦从UPS输入时
AC输入电压波形为正弦波, 但UPS的输入电压为矩形波输入, 因此必须注意电源的工作电压及输入线间电容的
电流额定值。

开关电源采用电容输入方式对输入电压进行整流平滑, 产生接近峰值的直流电压并在此状态下工作, 输入电压
的峰值应为正弦波输入时的
2倍(按有效值计算) 。 因此, 使用UPS时的输入电压范围为120V186V(峰值) , 约
1.4倍。


输入电压波形为矩形波时, 电压波形会变陡, 流入线间电容的纹波电流将急剧增大。 需要确认该纹波电流的值有
无超过电容的纹波电流额定值。

⑧单相三线制
单相输入采用两线制时, 其两端会产生规定的电压, 而三线制在三线的两端会产生AC200V的电压, 并且在每一
侧分别产生
AC100V的电压, 可按下图所示进行接线。

连接时, LN端子即使反向电源仍可工作, 但如果上图的中线(A点的位置) 断开, 两台电源将变成串联, 输入电
压就会向其中一台倾斜, 有可能导致电源损坏。
⑨三相交流
由电流或电压的相位互差120° 的3个系统的单相交流电组合而成的交流电。 是电力系统中在世界上最普及的输
电方式, 用于大型电机和大型负载。 以相同的电压输电时, 三相交流与单相交流相比, 导体的使用量更少、 更加
经济。
三相交流的特点是, 各根线中流过的电流只需分别承担消耗功率的
1/3(约58%) 即可。 例如, 对于消耗功
率为
100kW的设备, 电压为AC100V时的电流为100,000W÷100V=1,000A, 即使电压为AC200V, 电流也有
100,000W÷200V=500A。 但若采用200V的三相交流电, 那么电流仅为100,000W÷200V÷1/3288A。 电流减
小对设备和维护费都非常有利。

⑩三相交流的接线方法
1Y接线(星形接线) 时, 各相之间的电位差称为线电压, 各
相与大地之间的电位差称为相电压。 另外, 接线外的各
相电流称为线电流, 接线内的各相电流称为相电流。

2) Δ(delta) 接线(也称为三角形接线) 是在相电压施加的方向上将三相各相连接起来, 形成闭合回路的接线方
式。 线电压等于相电压。


(2)输入电流
①开关电源的输入电流
是指输入到电源的电流, 以有效值表示。 由于电源内置有电容输入型整流电路, 因此输入电流的波形不是正弦
波, 而是以下波形, 并会产生谐波电流。

Q: 如何选择外置熔丝?
A: 除部分机型(YG系列) 外均内置有熔丝, 因此无此必要。
必须设置时, 请选择总输入电流为熔丝额定值
30%左右的产品。
未内置熔丝的机型需外置熔丝。
此时, 也请选择额定输入电流为熔丝额定值
30%左右的产品。
熔断特性请选择普通熔断型或延时型。


(3) 输入功率
电源由于采用电容输入型整流平滑电路, 输入电流的波形会发生失真, 因此输入功率分为输入电压(有效值) 与
输入电流(有效值) 的乘积“视在功率” , 以及输入电压与输入电流的乘积的积分值“有功功率” 两种。 视在功率
是输入到电源的功率, 有功功率是电源消耗的功率, 两者之差即为返回到商用电源侧的无功功率。
视在功率
=(电压的有效值) ×(电流的有效值)
有功功率
=电源实际消耗的功率
无功功率
=视在功率-有功功率


(4) 效率
用输出功率与输入有功功率之比表示。 规格值用额定输出功率表示, 输出电流减小时效率将降低。
计算公式及示例
输出电压:
5V
输出电流: 20A
输入有功功率: 125W(用功率计测量


5) 功率因数
交流电路中除电阻外还有电容器及电感器(主要为线圈) 时, 流过电阻的电流会产生热量消耗电能, 而电容器及
电感器的内部仅仅反复进行能量的蓄积和释放, 不发生损耗。 因此, 电压与电流的乘积并不表示有效的功率, 而
仅表示表面上的功率。 这称之为视在功率。



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