選擇 AC/DC 電源可能是一項艱巨的任務。應該是內部的還是外部的？如果我的產品運往世界其他地區，是否合規？我的醫療產品是否需要符合醫療安全標準的電源？這些只是工程師在將精力集中在新產品設計的電源方面時可能會提出的一些問題。

確定所需的電源類型

選擇 AC/DC 外部電源的決定可能取決于產品內的實際空間限制。根據電源要求，內部電源可能會占用寶貴的空間，與市場上的其他設計相比，最終產品會不必要地大于其所需的尺寸。對于許多消費者來說，產品占據的空間是一個至關重要的考慮因素，尤其是當它可能位于臺面或媒體系統旁邊時。出于某些實際原因，選擇外部電源，無論是臺式電源還是壁式插頭單元（圖 1），都可能是一個謹慎的選擇，因為它可以使最終產品盡可能小。

墻壁插頭裝置往往適合需要從幾瓦到大約 50 瓦直流電源的產品。除此之外的任何東西都需要一個桌面單元。

為方便起見，許多設計人員選擇使用標準 5 VDC 電源為他們的產品供電，因此選擇具有標準 USB-A 插座的壁式插頭單元對于電流高達 2 安培的產品來說是一個簡單的選擇。同樣，將您的產品設計為在 12 VDC、15 VDC 或 24 VDC 等流行的標稱電壓下工作也便于選擇，因為大多數制造商都為這些電壓提供標準單位。另外，您打算在您的產品中使用哪種類型的電源輸入插座？它是標準的還是電源制造商額外付費提供的？不要忘記檢查設計的峰值功率要求，因為這將決定您需要選擇的適配器。選擇使用不能提供足夠峰值輸出功率的單元，

將您的要求與數據表規格進行比較

請務必仔細研究潛在電源的數據表，因為某些因素可能不像輸出電壓和電流額定值那么明顯。

許多墻上插頭電源提供相對于地浮動的直流輸出。這些電源被稱為 II 類，不提供保護接地連接，您需要 I 類電源，這些電源往往是桌面設備。

數據表上要檢查的其他規格包括線路調節、紋波和噪聲、保護功能和認證。

調節給出了一個衡量電源可以將其輸出電壓與規定的標稱輸出保持多近的衡量標準。適當的調節可能為 +/- 10 %，但如果您的應用對電壓輸入變化很敏感，則需要進一步考慮此功能。對于標稱 12 VDC 輸出，+/- 10 % 的調節意味著輸出電壓的范圍可以從 10.8 VDC 到 13.2 VDC。直流輸出上通常會出現紋波和噪聲，同樣，敏感的嵌入式電路可能容易在電源線上出現過多的噪聲。使用額外的過濾組件可能會有所幫助，但請記住，這些組件會增加您的材料成本并占用寶貴的 PCB 空間。

在查看電氣規格時，請檢查電源的標準保護功能類型。輸出過壓、輸出過流和過溫保護是常用的保護措施，但如果您的產品在輸入電壓低于給定電壓時可能無法正常工作，那么欠壓鎖定要求也很重要。

安全和能效標準

電源認證包括安全性、能源效率和電磁兼容性等方面。以下標準不僅適用于電源單元，也適用于與其連接的整個產品。內部標準 IEC-62368 規定了商業、IT 和 AV 設備的最大允許泄漏電流和輸入到輸出隔離電壓等安全系數。圖 3 說明了潛在的安全隱患和隔離測試要求。隔離可防止致命的交流線路電壓通過直流輸出。

圖 3：AC/DC 電源適配器的隔離測試要求（來源 CUI）

IEC-62368 將于 2020 年 12 月成為法律，此前已由兩個標準 IEC-60950（IT 系統）和 IEC-60065（AV 設備）確定。該安全標準還規定了與電源內電壓應力相關的最小距離，根據爬電距離（兩點之間的表面路徑）和間隙（直接氣隙距離）規定。任何用于為可能與患者接觸的醫療設備（例如血壓監測儀、診斷設備或血氧計）供電的電源都需要符合 IEC 60601-1 第 4 版。

能源效率是任何電源的一個重要方面。歐洲生態設計 2019/1782 和美國能源部 VI 級標準規定了最低平均主動效率要求；在 25%、50%、75% 和 100% 負載下測得的效率平均值。生態設計進一步要求記錄滿載 10% 時的效率。有關能效標準的時間線演變，請參見圖 4。當無負載或最終產品處于待機狀態時，這些對能耗也有特定限制。

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圖 4：能效標準時間表（來源 CUI）

能源效率最近受益于半導體工藝技術的進步，碳化硅 (SiC) 和氮化鎵 (GaN) 被證明非常適合功率轉換應用。

批準的最后一個方面包括電源對外部電磁干擾影響的敏感程度，以及電源本身是否產生高于可接受水平的 EMI。適用 FCC 第 15 部分 B 類、CISPR 32 和 IEC 61204-3 標準。

外部電源適配器的選擇不一定是錯誤的任務。對電源要求的全面審查和對數據表特性的認真比較可以顯著簡化項目。

審核編輯 黃昊宇