電源額定值與測量技術(shù)的使用

作者： Digi-Key 工程師 Kaleb Kohlhase

正在學習電子學的人似乎常常對電源的額定值感到困惑。在我認為一個典型的交流/直流壁掛式電源應(yīng)該有準確的輸出電流值打印在標簽之前，曾和一些人聊過這個問題。我想這個問題的根因可能在于，當涉及到電壓和其他相關(guān)規(guī)格時，大多數(shù)輸出都具有確切的額定值。然而，電流額定值卻幾乎總是最大額定值。例如，Digi-Key零件編號364-1285-ND 1；廠商零件編號L6R48-120 1的最大額定電流為4A。根據(jù)我所看到的情況，很多標簽均未注明這個情況，而人們會將其視為恒定值。

為什么這一點很重要？
電源上的最大額定電流值意味著，幾乎任何低于4A的負載都可以使用該電源。但某些類型的電源確實具有所需的絕對最小輸出負載，因此請務(wù)必查看規(guī)格書。許多新手并沒有意識到，其實可以在一個電源下結(jié)合使用多種技術(shù)，只要消耗的電流不超過4A或任何電源的最大額定值（可能因電源的類型而有所差異）即可。

額定電壓
電源的另一個重要規(guī)格是電壓。電源通常具有兩種類型的電壓：輸入和輸出。對于交流/直流電源而言，輸入往往是一個范圍值，因為交流電壓在輸出端會發(fā)生變化，此外一些應(yīng)用使用的是240 VAC而非120 VAC。以上文所述零件編號為例，其輸入范圍為90-264 VAC。工程師們可能希望根據(jù)應(yīng)用將出端電壓轉(zhuǎn)換為不同的電平。輸出電壓幾乎總是精確的額定值或至少是預期的平均輸出。再來看看上文所述的零件編號，其規(guī)格書注明，預期電壓輸出的變化范圍約+/-5%，預期紋波會小于1%。它們甚至在所有版本的零件編號下的圖表中定義了這些規(guī)格的含義。因此，請務(wù)必查看規(guī)格書，了解電壓輸出精確度和紋波信息。有些電源還內(nèi)置了實現(xiàn)平穩(wěn)輸出或進行調(diào)節(jié)的技術(shù)。其中一些規(guī)格對于簡單的應(yīng)用來說無關(guān)緊要，但可能會對其他復雜的應(yīng)用造成非常不利的影響。這時，你可以通過多種方式來調(diào)節(jié)電壓。

不同的技術(shù)和電源
如今，某些技術(shù)變得愈加復雜，因為可能需要一些額外的器件才能使其正常發(fā)揮作用，并在預期的平均電流強度下工作。因此，了解無源和有源元件或器件之間的區(qū)別非常重要。建議閱讀我發(fā)布的關(guān)于確定極性的文章：如何確定元件是否具有極性。無源元件不需要電能來維持其規(guī)格和動作（電阻、電容、電感、導體、開關(guān)、連接頭和其他類似物料）。這也就意味著，這些元件始終可以消耗電能，但從不自行發(fā)電。有源元件則總是需要一定量的外部電能，并且具有改變現(xiàn)有電能的能力。有源元件本身也不能發(fā)電，任何耗電的器件總是需要電能。目前甚至還有不同類型的電源，其電流可保持恒定值和/或電壓可保持恒定值（甚至兩者同時存在）。這些電源通常針對特定應(yīng)用而構(gòu)建（例如驅(qū)動LED）或為需要微調(diào)電流/電壓的應(yīng)用定制。當你對不同類型的電源存有疑問時，建議查看規(guī)格書。

自動調(diào)節(jié)輸出
某些LED驅(qū)動器實際上可以根據(jù)技術(shù)自動調(diào)節(jié)某項輸出。恒流驅(qū)動器很可能具有電壓輸出范圍，并且只要電壓高于或低于該范圍，就會自動將其調(diào)節(jié)到所驅(qū)動的電壓范圍中。恒壓驅(qū)動器的工作方式與典型的交流/直流電源類似，其額定電流即為最大輸出。只要LED在此限值下，就可以使用。在這種情況下，可能需要串聯(lián)限流電阻，具體取決于正向電壓和額定電流。

有效電阻
在電子學分析中，一些理論有助于分析更復雜的系統(tǒng)。其中之一就是“有效電阻”的概念。其基本含義是，系統(tǒng)中的無源器件組合可以整合到一個電路中以得出單個數(shù)值，從而有效地計算系統(tǒng)中的總功耗?，F(xiàn)在可以借助萬用表輕松實現(xiàn)此目的，因為它們可以讀取總電阻。這一概念也可以在有一定誤差范圍的條件下應(yīng)用于有源器件，因為即便是僅包含晶體管、二極管和其他基本有源元件的器件中也總是會存在一定的電阻。

均方根（ RMS ）測量
然而，由于有源元件的表現(xiàn)行為與無源元件大相徑庭，因此復雜性也大大增加。在這種情況下，需要測量均方根電壓、功率和電流。某些萬用表可以測量均方根：https://www.digikey.cn/short/4743fb，這些器件可以讀取“真正的RMS”讀數(shù)。當你希望系統(tǒng)中的電壓產(chǎn)生變化（交流或直流脈沖/其他波形）時，這一點尤其重要。如果采購諸如示波器之類的復雜分析設(shè)備則可能大有裨益，因為它們有時會包含許多可用于排除系統(tǒng)故障的功能。

審核編輯 黃宇