交流-直流转换器的输入频率的重要性

作者: Digi-Key 工程师 Joey Mulqueen

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本规格说明了电源工作所需的交流输入电压频率的范围。换句话说,它是电源线频率的范围,只有根据此范围提供的其他规格才会被视为有效且适用的。这种频率范围实际上并不是对器件的功能或行为的直接陈述,而是厂商在设计产品时所决定的预期使用条件的声明。当然,在这些限制之外工作也完全有可能,但风险需要自行承担;器件可能无法按所述的方式工作或可能会发生故障,而厂商通常不会为超出规定限制范围使用的产品提供技术支持或保修服务。

它取决于电源的内部设计,因此仅能提供宽松的概括性范围。较旧/较简单的设计通常具有输入级,主要由桥式整流器和滤波电容组成,而此类电源通常可以在直流电源下顺畅运行。涉及功率因数校正(PFC)的设计变化较大,因此其在直流或其他不合规格输入下的行为将难以预测。

低频交流输入相关的问题主要归咎于,需要存储足够的能量才能通过交流波形中的最低点输送功率。交流供电电源通常会设计为具有充足的内部储能,以便在移除输入电压后几毫秒(即“保持时间”)内提供完全输出,而且能够以降低负载的方式在低于规格的频率下使用。不过,这样做可能会使输入滤波电容承受远远超出原始设计预期的应力,并且可能出现快速故障或缩短其使用寿命。

高于规格的线路频率输入可能会引起各种问题,包括因开关损耗增加或参数随纹波频率偏移而导致的器件应力过大、与各种滤波器或控制回路的频率/带宽冲突,以及十几个其他问题。但一般来说,直流-交流转换器的最大输入频率规格可以进行些许修改,特别是对于简单输入类型而言。例如,额定最大输入频率为63 Hz的器件也许可以在64 Hz下正常工作。但是64 kHz?可能就不行了。

英文原文链接:Significance of Input Frequency for an AC-DC Converter