1.4 开关电源的主要技术指标
开关电源的技术指标多达几十种,其主要技术指标体现在以下几个方面。
(1)额定输入电压
额定输入电压是开关电源正常工作的输入电压范围,一般分为固定电压和通用电压两种情况。固定电压是针对特定电网电压设计的,允许电压变化范围较小,例如220V±20%。有些电源设有选择开关,可以适用于两种不同的电网电压,例如110V/220V。通用电压是针对全球各种电网电压设计的,允许电压变化范围很大,能够覆盖所有国家的电压规范。在全球范围内,日本的电网电压最低,为100V、50/60Hz;印度和科威特等国的电网电压最高,为240V、50Hz。通用电压范围需要覆盖100~240V,为了留有安全余量,通常选择为90~260V或者85~265V。
(2)额定输入电流
额定输入电流是开关电源满载工作时的输入电流,通常给出的是额定输入电压范围内可能出现的输入电流最大值。
(3)额定输出电压
额定输出电压是开关电源正常工作时输出电压的标称值,有些开关电源可能有两组及两组以上的输出端,可以有不同的输出电压标称值。例如24V、12V、5V等。
(4)额定输出电流
额定输出电流是开关电源满载工作时输出电流的标称值,有些开关电源可能有两组及两组以上的输出端,可以有不同的输出电流标称值。例如12V/3A、5V/1A等。
(5)电压调整率(线路调整率)
电压调整率(Line Regulation)也称线路调整率,是指输入电压变化时,输出电压变化量与额定输出电压的比值,通常用百分数表示,例如0.2%。该数值越小,表明输出电压的稳定度越高。
(6)电流调整率(负载调整率)
电流调整率(Load Regulation)也称负载调整率,是指在额定输入电压时,由于负载电流变化引起的输出电压变化量与额定输出电压的比值,通常用百分数表示,例如1.0%。该数值越小,表明输出电压的稳定度越高。
(7)输出纹波(噪声)电压
输出纹波电压是指开关电源输出端子间的电压纹波,纹波频率成分主要由输入电网频率和电源开关频率组成,通常用峰-峰值(Vp-p)表示。
此外,电源开关频率的高次谐波叠加到开关电源输出端子间形成纹波电压以外的另一种高频噪声成分,称为噪声电压,也用峰-峰值(Vp-p)表示。
纹波电压和噪声电压一般不能明显区分,大多数电源产品将其统一按纹波(或噪声)电压来对待。该电压值多在几十至几百mVp-p。
(8)电源效率
开关电源的效率是指输出功率与输入有功功率的比值,通常用百分数表示,例如80%。该数值越大,表明输出电源的效率越高。现代开关电源的效率已经可以做到90%以上了。
(9)功率因数(PF)
开关电源的功率因数(Power Factor,PF)是指输出功率与输入视在功率的比值。输入视在功率为输入电压有效值与输入电流有效值的乘积。传统的AC/DC开关电源输入部分采用桥式整流加电容滤波的方式,因此输入电流的波形为窄脉冲而不是正弦波,其功率因数只有0.6左右,会造成电网资源的浪费。现代开关电源通常采用功率因数补偿(也称校正)技术,功率因数可达0.95以上。美国和欧盟等国家对开关电源的功率因数有强制性要求。例如,大于75W的开关电源,功率因数必须达到0.90以上。