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選擇內(nèi)置電源
一個(gè)非常普遍的需求是為終端產(chǎn)品選擇幾瓦至幾百瓦范圍內(nèi)的內(nèi)部AC-DC電源。在低端，替代方案可能是外部電源或“適配器”，但高于100W左右，通常選擇將內(nèi)置產(chǎn)品作為內(nèi)置模塊（可能安裝在機(jī)箱或PCB上）作為購(gòu)買的模塊。勇敢的人甚至可能考慮內(nèi)部設(shè)計(jì)，特別是如果要求的性能是非標(biāo)準(zhǔn)的。
為什么是內(nèi)部的？
首先，讓我們回顧一下為什么可能選擇內(nèi)部電源。對(duì)于商業(yè)產(chǎn)品，消費(fèi)者不喜歡笨重的在線“適配器”，但是在低功率下，“壁式疣”并不是強(qiáng)加的，并且隨著技術(shù)的進(jìn)步，從較小的包裝中擠出了更多的功率，以至于適配器幾乎不比墻上插頭本身大。使用外部電源也使產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員感到滿意–危險(xiǎn)電壓被保持在外部，從而使最終產(chǎn)品安全認(rèn)證變得更加容易。
缺點(diǎn)是從適配器到產(chǎn)品的電纜長(zhǎng)度會(huì)降低電壓，這可能需要在產(chǎn)品中添加額外的穩(wěn)壓器，并且通常沒(méi)有“智能”控制電源的機(jī)會(huì)，例如關(guān)機(jī)到“睡眠”模式或動(dòng)態(tài)調(diào)整的輸出電壓。另一個(gè)問(wèn)題是，最終產(chǎn)品制造商仍然應(yīng)負(fù)責(zé)總體EMI標(biāo)準(zhǔn)的符合性，因此具有生產(chǎn)可變性和不確定的電纜走線的適配器必須包含在EMC測(cè)試中，并且可能產(chǎn)生不一致的結(jié)果。因此，將在線適配器內(nèi)部安裝到最終產(chǎn)品以簡(jiǎn)化安全性和EMI遵從性并不鮮見(jiàn)。
在較高功率下，或者在控制和功能很重要的情況下，最好使用內(nèi)部或“設(shè)備”電源。該決定應(yīng)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中盡早做出，因?yàn)檫@是系統(tǒng)電源工程師的普遍（且通常是合理的）抱怨，他們必須尋找“適合于任何剩余空間”的內(nèi)置電源。這可能會(huì)導(dǎo)致成本和性能妥協(xié)，最壞的情況是需要具有相關(guān)延遲和風(fēng)險(xiǎn)的定制解決方案。
安全性，EMC和環(huán)境合規(guī)性是最重要的
內(nèi)置電源必須提供所需的伏特和安培，但還有許多其他注意事項(xiàng)。也許最重要的是安全性，EMC和環(huán)境合規(guī)性–產(chǎn)品最終用途是此處的指南；不同的標(biāo)準(zhǔn)適用于一系列應(yīng)用：例如工業(yè)，家庭，測(cè)試和測(cè)量，醫(yī)療和樓宇自動(dòng)化。如果要在鐵路或軍事等特殊領(lǐng)域使用該產(chǎn)品，則標(biāo)準(zhǔn)會(huì)再次有所不同。即使在應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，也存在差異，例如醫(yī)療領(lǐng)域的患者或操作員環(huán)境。
新的安全標(biāo)準(zhǔn)趨于“基于風(fēng)險(xiǎn)”，這迫使制造商必須額外考慮如何濫用其產(chǎn)品。選擇內(nèi)部電源至少可以確保不更換不適當(dāng)?shù)倪m配器。正確認(rèn)證的選擇非常重要和復(fù)雜，但是如果沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)豐富的內(nèi)部法規(guī)遵從工程師，則信譽(yù)卓著的電源供應(yīng)商通?？梢蕴峁椭?。
力學(xué)可能是下一個(gè)考慮因素，不僅是形狀和尺寸，還有連接器和冷卻裝置。“開(kāi)放式”電源是流行且低成本的，通常帶有可選的蓋子，如果可以期望技術(shù)人員在通電時(shí)可以對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行內(nèi)部訪問(wèn)，則必須使用可選的蓋子。另一種選擇是DIN導(dǎo)軌格式，這在接線板中很常見(jiàn)（圖1）。
圖1：典型的內(nèi)部AC-DC電源選項(xiàng)。（來(lái)源CUI）
內(nèi)部電源產(chǎn)品通常具有用于交流輸入和輸出的螺釘端子或插入式連接器，通常為“ Molex?”類型。在這種情況下，電纜，端子，保險(xiǎn)絲，開(kāi)關(guān)和任何機(jī)箱連接器必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)脑u(píng)估和認(rèn)證才能適用于該應(yīng)用。電源外部但產(chǎn)品內(nèi)部的交流輸入電纜很可能會(huì)受到干擾，因此EMI測(cè)試可能表明，在電源入口附近還需要另外一個(gè)經(jīng)機(jī)箱安裝的經(jīng)過(guò)認(rèn)證的濾波器。
接地需要特別注意；如果從產(chǎn)品內(nèi)部拔下電源模塊連接器，則在帶電的電線松動(dòng)的情況下，入口處的設(shè)備機(jī)箱仍必須有單獨(dú)的接地。通常，所有接地連接都不能“插入”，除非斷開(kāi)連接器的連接會(huì)同時(shí)從產(chǎn)品中完全移除帶電連接。如果不是這種情況，則必須通過(guò)“永久”固定進(jìn)行接地，該固定只能用工具松開(kāi)，并應(yīng)包括防松墊圈或其他防振技術(shù)。當(dāng)然，必須根據(jù)所應(yīng)用的安全標(biāo)準(zhǔn)遵守顏色編碼和接線規(guī)，并在必要時(shí)減輕電纜應(yīng)力。
內(nèi)部電源的入口保險(xiǎn)絲應(yīng)仔細(xì)選擇尺寸
帶有與機(jī)箱連接器的有線AC連接的內(nèi)部電源必須在入口處包括適當(dāng)?shù)膯伪ｋU(xiǎn)絲或雙保險(xiǎn)絲。請(qǐng)記住，最終產(chǎn)品交流熔斷器可保護(hù)上游電纜和連接（而不是內(nèi)部電源）免受短路和過(guò)載的影響。當(dāng)然，它必須通過(guò)正常的運(yùn)行電流并且有一定的涌入裕量，但也應(yīng)進(jìn)行額定工作，以便在機(jī)箱連接器和電源之間接地短路后，在保險(xiǎn)絲斷開(kāi)之前，至最終產(chǎn)品的外部交流電纜不會(huì)過(guò)載。供應(yīng)。即使外部電纜的額定電流很高，保險(xiǎn)絲的分?jǐn)嘀狄矐?yīng)低于任何上游保險(xiǎn)絲或斷路器的分?jǐn)嘀?，以避免引起多個(gè)電路斷開(kāi)的故障，即正確的保險(xiǎn)絲“配合” –一個(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題在專業(yè)環(huán)境中（圖2）。
圖2：系統(tǒng)中的保險(xiǎn)絲值應(yīng)“協(xié)調(diào)”：保險(xiǎn)絲1>保險(xiǎn)絲2>保險(xiǎn)絲3的值。（源CUI）
綜上所述，所討論的AC連接考慮因素會(huì)影響內(nèi)部電源的選擇，如果成本最低的開(kāi)放式機(jī)架類型僅具有很小的EMC合規(guī)性，并且需要額外的濾波，則不一定會(huì)產(chǎn)生最便宜的整體系統(tǒng)成本。
冷卻方法決定電源類型
冷卻注意事項(xiàng)很重要；內(nèi)部電源可以通過(guò)風(fēng)扇，自然對(duì)流或底板冷卻，具體取決于最終產(chǎn)品及其應(yīng)用。在某些環(huán)境（例如醫(yī)療環(huán)境）中，出于噪聲的原因，或者在更換困難的應(yīng)用中，可能會(huì)排除風(fēng)扇，但是風(fēng)扇冷卻的電源通常會(huì)比其他類型的電源小。如果選擇了風(fēng)扇冷卻的供氣系統(tǒng)，則必須仔細(xì)確定進(jìn)氣和排氣路徑，以免出現(xiàn)空氣“死角”，尤其是在運(yùn)行其他系統(tǒng)風(fēng)扇的情況下。像CUI這樣的制造商在其產(chǎn)品數(shù)據(jù)表中提供了建議的氣流方向和風(fēng)扇尺寸；在設(shè)計(jì)系統(tǒng)電源時(shí)應(yīng)考慮這些因素（圖3）。
圖3：應(yīng)考慮有關(guān)風(fēng)扇尺寸，方向和距離的建議，以免出現(xiàn)空氣“死角”。（來(lái)源CUI）
對(duì)流冷卻的電源對(duì)方向很敏感，在放置時(shí)應(yīng)考慮其他發(fā)熱組件，以避免相互過(guò)熱。制造商無(wú)法預(yù)測(cè)最終產(chǎn)品的布置，因此會(huì)在“工作”環(huán)境溫度下對(duì)電源進(jìn)行評(píng)估。這是最終產(chǎn)品外殼內(nèi)的“局部”環(huán)境，它可能比外部溫度要高得多，并且只能通過(guò)在定義的負(fù)載條件下在整個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)行仿真和/或測(cè)量才能準(zhǔn)確知道。
底板冷卻的電源也可用于密封外殼，將不確定性排除在熱流路徑之外。不過(guò)，確實(shí)需要有一個(gè)平坦的“冷壁”，并且電源上有多個(gè)固定裝置?？赡苄枰谂c硅樹(shù)脂傳熱片材的界面處使用導(dǎo)熱膠，這是另一種可能性。
在確定電源及其冷卻要求的大小時(shí)，值得檢查所需的連續(xù)功率和峰值功率。如果浪涌功率額定值高且負(fù)載是間歇性的，則有時(shí)可以使用更小，成本更低的電源。
專家可以指導(dǎo)您的選擇
內(nèi)部電源有多種選擇，最好取決于許多考慮因素。為了將成本和風(fēng)險(xiǎn)降至最低，應(yīng)在充分考慮標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)性，應(yīng)用，冷卻環(huán)境以及與最終產(chǎn)品電纜和機(jī)械集成簡(jiǎn)便性的基礎(chǔ)上，盡早確定電源類型。