AC/DC電源在行業(yè)內(nèi)通常被使用于裸板型安裝。裸板型通常是指一款PCB安裝電源產(chǎn)品，可安裝在整個(gè)外殼為封閉型的終端設(shè)備中。

另一種將電源裝入終端設(shè)備的方式是U外殼型，即電源PCB板是U型安裝，通常為鋁板，機(jī)板，可用于電子半導(dǎo)體的溫度管理，可為設(shè)備生產(chǎn)商將電源裝入終端設(shè)備提供多種固定方案。

當(dāng)安裝裸板型和U外殼型電源產(chǎn)品時(shí)，需要考慮相關(guān)的安規(guī)，電磁兼容性(EMC)和溫度管理，以下會(huì)就這些問(wèn)題進(jìn)行討論。

另一個(gè)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題是電源的具體規(guī)格，特別是與數(shù)據(jù)表上的額定功率比較時(shí)，需要考慮溫度和輸入電壓降額。好的產(chǎn)品可保持額定功率輸出達(dá)到50?C，輸入降至90VAC，而一些產(chǎn)品宣傳的額定功率降額為20%，降額溫度為40?C，這些產(chǎn)品可能會(huì)不適用于終端設(shè)備。

安全

將裸板型電源裝入設(shè)備時(shí)，要注意電源各個(gè)方向與設(shè)備之間的爬電距離和凈距離。在class I系統(tǒng)中，這意味著在任何接地金屬和電源之間要保證3或4毫米的距離，當(dāng)然也要考慮終端設(shè)備是工業(yè)或醫(yī)療應(yīng)用，在組裝電源時(shí)必須要使用絕緣。

使用class I電源時(shí)，安全接地至電源是電子安全系統(tǒng)的一個(gè)重要部分，必須安全的連接至設(shè)備安全接地。這種連接通常是通過(guò)其中一個(gè)安裝孔，AC輸入連接或電源PCB板上標(biāo)簽來(lái)實(shí)現(xiàn)。需要的接地組裝方式不止一種，會(huì)影響產(chǎn)品電子輻射和敏感性能，我們之后會(huì)討論這個(gè)問(wèn)題。

使用class II電源時(shí)，會(huì)要求金屬外殼中的爬電距離和凈距離更大，但通常設(shè)備外殼是非導(dǎo)電的。

圖1: 裸板型電源

U外殼型會(huì)使產(chǎn)品周圍的安全更簡(jiǎn)單，因?yàn)閁外殼型的機(jī)板是連接至電源安全接地，可直接與設(shè)備外殼連接。PCB板和U外殼型之間的安全距離要求是在研發(fā)階段解決的。然而U外殼型的終端和組裝頂部仍然是開(kāi)口的，必須特別小心以保證維持充足的爬電距離和凈距離。

圖2a 和 2b：有蓋和無(wú)蓋的U外殼型電源

U外殼型更容易操作和安裝。U型機(jī)板提供更堅(jiān)固的外殼，安裝人員可使用組合安裝孔，將安裝硬件減少至簡(jiǎn)單的螺絲固定。必須注意觀察任何最大的螺絲插入深度以保持安全爬電距離和凈距離。

U外殼型組裝的另一個(gè)好處是可以通過(guò)傳導(dǎo)降溫至設(shè)備外殼來(lái)實(shí)現(xiàn)電源元器件的額外降溫，有效降低連接元器件的溫度和U外殼型的內(nèi)部溫度。

為醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用研發(fā)的裸板型和U外殼型電源包括一個(gè)或兩個(gè)輸入保險(xiǎn)絲，這在整個(gè)產(chǎn)品安全系統(tǒng)研發(fā)中是非常重要的，在產(chǎn)品嚴(yán)重故障時(shí)可以避免引發(fā)火災(zāi)。保險(xiǎn)絲通常是永久安裝在電源內(nèi)，也是不可替換的，清除保險(xiǎn)絲的唯一理由是電源產(chǎn)品安裝失敗。

由于這兩種安裝方式需要輸入布線，終端設(shè)備也需要額外的熔斷以預(yù)防由連接器，指示器，開(kāi)關(guān)和布線可能引發(fā)的火災(zāi)情況。

輸出電線尺寸必須符合電源的最大功率容量，包括過(guò)載保護(hù)規(guī)格的最大公差，從而避免產(chǎn)品故障時(shí)引發(fā)安全問(wèn)題。

當(dāng)然溫度問(wèn)題也需要考慮，一些安全嚴(yán)格的元器件有最高額定溫度，這個(gè)問(wèn)題會(huì)在之后的溫度管理中討論。

電磁兼容 (EMC)

裸板型電源通常需要兩或三個(gè)安裝點(diǎn)來(lái)接地。如上所述，在class I系統(tǒng)中通常這些連接中的一個(gè)是要求用來(lái)安全接地，安裝在產(chǎn)品組裝的輸入端，這個(gè)連接也會(huì)連線至接地和中性接地共模濾波電容，也被稱為Y電容。電源組裝時(shí)這些Y電容與共模電感一起運(yùn)作，可降低因電壓快速變化而產(chǎn)生的噪音。其余的安裝點(diǎn)通常位于側(cè)邊，連接輸出共模濾波電容至接地。濾波可用于降低電流快速變化而產(chǎn)生的噪音，以線性連接和中性連接的方式存在于電源產(chǎn)品內(nèi)。

這種輸出共模電容是電源EMC性能的重要組成部分，必須連接以達(dá)到EMC最佳性能。如果設(shè)備使用的是金屬外殼就不會(huì)有問(wèn)題。對(duì)于適合class I 或 class II應(yīng)用的塑料外殼，必須制定其他的條規(guī)整合這些連接點(diǎn)從而保證EMC性能。這些需要連接至接地或一起的連接點(diǎn)通常會(huì)在電源數(shù)據(jù)表中標(biāo)出，以下是舉例說(shuō)明。

圖3：裸板型電源結(jié)構(gòu)圖顯示安裝點(diǎn)接地連接

最好的連接這些點(diǎn)的方式是將裸板型電源安裝在金屬板上，金屬板無(wú)需任何連接，為需要連接的濾波電容提供低阻抗路徑。

當(dāng)這種安裝方式無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，就必須使用其他方式來(lái)連接這些連接點(diǎn)，如多股線。

U外殼型產(chǎn)品的所有接地連接是在U外殼中完成的，這樣可以簡(jiǎn)化電源的安裝。U外殼機(jī)板到多固定點(diǎn)的設(shè)備外殼之間的良好連接是非常重要的，可以最少化寄生元件。

圖4：標(biāo)準(zhǔn)的U外殼電源結(jié)構(gòu)圖，含具體固定和連接點(diǎn)

這兩種產(chǎn)品的輸入和輸出線應(yīng)該分開(kāi)安置，不能與安裝處過(guò)于接近。當(dāng)電源裝入系統(tǒng)時(shí)終端設(shè)備可能會(huì)產(chǎn)生傳導(dǎo)和輻射問(wèn)題，這樣可以避免開(kāi)關(guān)元器件和磁力安裝所產(chǎn)生的輻射帶來(lái)的問(wèn)題。

溫度管理

裸板型電源處于自然對(duì)流冷卻或強(qiáng)制風(fēng)冷時(shí)，會(huì)有額定功率。U外殼型電源還有自然對(duì)流冷卻等級(jí)，可使用設(shè)備外殼或外部散熱以達(dá)到進(jìn)一步的冷卻。

安裝位置，方向，周圍可用空間，外加負(fù)載和系統(tǒng)風(fēng)冷的周圍部件對(duì)每一種應(yīng)用都是獨(dú)一無(wú)二的。對(duì)電源內(nèi)部主要元器件工作溫度的檢查是非常重要的，從而保證嚴(yán)格安全的元器件不超過(guò)安規(guī)報(bào)告中規(guī)定的最高等級(jí)，產(chǎn)品的性能和使用壽命不受影響。

裸板型和U外殼型電源的數(shù)據(jù)表為產(chǎn)品安裝至設(shè)備中提供說(shuō)明，通常介紹主要安全元器件&最高溫度等級(jí)，每個(gè)產(chǎn)品的數(shù)據(jù)都不相同，取決于所使用系統(tǒng)的絕緣等級(jí)。數(shù)據(jù)表還提供在主要電解電容溫度基礎(chǔ)上預(yù)估的產(chǎn)品使用壽命曲線，這些電解電容是電源損耗機(jī)理的唯一證明。

圖5：表格和圖形，提供安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)估使用壽命

預(yù)估使用壽命是建立在電解電容最高溫度等級(jí)研發(fā)的使用壽命基礎(chǔ)上，也建立在終端設(shè)備運(yùn)行使用時(shí)平均溫度的基礎(chǔ)上。顯而易見(jiàn)的是，在任何環(huán)境或極端條件下都不能超過(guò)最高溫度等級(jí)。

所有的電解電容壽命計(jì)算是以阿倫尼烏斯方程為準(zhǔn)的，即溫度每降10攝氏度反應(yīng)速度減半，使用壽命翻倍，這對(duì)產(chǎn)品使用壽命和在終端應(yīng)用的使用周期是非常重要的。電源生產(chǎn)商所做的產(chǎn)品壽命計(jì)算包括使用的紋波電流，這在電源產(chǎn)品組裝階段是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，良好的使用壽命是由對(duì)元器件溫度的測(cè)量所決定，對(duì)規(guī)定溫度和研發(fā)使用壽命采用阿倫尼烏斯方程也能延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命。