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噪音和滤波系数
噪音和滤波普通用户无法进行检测,这项指标需要专业的检测结构才能用特殊的仪器进行量化判断,噪音指的是220V交流电经过开关电源的滤波和稳压变换成各种低压直流电时,输出直流电的平滑程度;而滤波品质的高低也直接关系到输出直流电中交流分量的高低,这里使用了一个波纹系数进行衡量,系数越小,品质越高。同时,当电流发生较大变动时,容量适当、品质优良的滤波电容也直接关系到电压的稳定程度。
瞬间反应能力
体积在这个反应能力,我们要先说说浪涌这个概念。浪涌主要指的是电源刚开通的那一瞬息产生的强力脉冲,或电源其它部分受到本身或外来的脉冲干扰叫做浪涌。它很可能使电路在浪涌的一瞬间烧坏,如PN结电容击穿,电阻烧断等等。而浪涌保护就是利用非线性元器件对高频电流(浪涌)敏感的保护电路,简单而常用的解决方案就是并联大小电容和串联电感。
所以,当输入电压在瞬间发生较大的变化,比如突然数台空调压缩器启动时,电源能否在极短内稳定输出电压就是衡量反应能力的标准,较好的电源在一瞬电压不稳的环境中依然能正常工作,较差的就会发生自动重启事件。
电压保持时间
UPS(不间断供电系统)提起这个东西大家可能比较陌生,因为这个东西一般属于服务器级的设备被广泛用于数据中心而被普通用户所生疏。不过,UPS也有民用级别的。笔者就曾在大学期间购买过一个小型的UPS来预防寝室夏季的经常性断电。尽管名字起的很专业,不过UPS的本质就是一块蓄电池罢了。当电网断电后,UPS会自动切换至供电模式以保证计算机的不间断运行,不过由于是即时切换的,因此也需要一个切换的时间,一般来说,这段时间为2-10毫秒。
不过计算机是一个电器设备,作为以电力为动力的东西是一分一秒都不能间断电源供应的。所以,为了避免在UPS切换时发生计算机断电关机、重启的现象,开关电源是能够储能元件中储存的电量来维持短暂的供电的。为了平稳度过UPS切换期间的正常供电,一般优质的电源能保持12-18毫秒的输出时间,这个时间就被称作电压保持时间。
电磁干扰(Electromagnetic Interference,简称EMI)
由于开关电源的工作方式是交流直流转化,高压低压变压,所以其不可避免的会生成较强的电磁振荡和类似无线电波的对外辐射特性。尽管其辐射量对人体没有太大危害(相当于1/10的手机辐射量),不过也会对其它的通信设备发生影响。因此,国家有严格的规定,开关电源一般要使用铁盒包裹,并靠机箱壳体进行两次屏蔽。不过因为有通风口的设计,不是密封,所以泄露也是在所难免的。由于辐射属于非可见光,看不见摸不到的,所以必须有专门的标准来要求电源的辐射量不超标。国际上常见的FFC就有着A和B两种标准,在国内也有国标A(工业级)和国标B(家用电器级)标准,一般合格的电源都符合国标B级标准要求。
既然意识到有了电磁干扰,自然开关电源中也会设计出足以抵抗这些干扰的部件,防止影响电源内部的工作。这便是EMI滤波器的由来。它主要作用是滤除外界电网的高频脉冲对电源的干扰,同时也起到减少开关电源本身对外界的电磁干扰。实际上它是利电感和电容的特性,使频率为50Hz左右的交流电可以顺利通过滤波器,但高于50Hz以上的高频干扰杂波被滤波器滤除,所以它又有另外一种名称,将EMI滤波器称为低通滤波器(彩电上的称法),其意义为,低频可以通过,而高频则被滤除。下面是EMI滤波电路的线路图:
上图中的C1和L1组成第一级EMI滤波,C2、C3、C4与L2组成第二级滤波。实物图如下图所示:
在优质电源中,都有两道EMI滤波电路,其中一路在电源插座处,另外一路在电源的PCB板上(也有把两道EMI滤波电路都做在PCB板上的情况),这两道EMI电路,可以很好地滤除电网中的高频杂波和同相干扰电流,同时把电源中产生的电磁辐射削减到最低限度,使泄漏到电源外的电磁辐射量不至于对人体或其它设备造成不良影响。劣质电源通常会省去第一级EMI滤波电路,甚至连第二级EMI滤波电路也省掉。
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