什么是SMPS？

開關電源( SMPS )是一種電子電源轉換器，它使用高頻開關技術高效轉換電能。它接受輸入電壓（交流或直流），并將其轉換為適合各種應用的穩(wěn)壓直流輸出電壓。SMPS 因其高效率、小尺寸和輕量設計而得到廣泛應用。與傳統(tǒng)線性電源相比，SMPS 具有更好的能源效率、更少的熱量產(chǎn)生以及處理各種輸入電壓的能力。常見應用包括為工業(yè)設備、自動化系統(tǒng)和消費電子產(chǎn)品供電。

開關電源 (SMPS) 是各種工業(yè)應用中的組件，包括 3D 打印機、刺繡機、灌溉系統(tǒng)和學校的筆記本電腦充電柜。正確選擇和安全安裝 SMPS 對于確保設備的高效性能、安全性和使用壽命至關重要。本指南提供了有關選擇和安全安裝 SMPS 的全面見解。

了解 SMPS 類型

開放式開關電源

開放式 SMPS 是無外殼的純 PCB 結構，設計用于安裝在終端設備內(nèi)部，提供必要的外殼。這些產(chǎn)品結構緊湊、重量輕，適合在空間有限的地方進行集成。

優(yōu)點：

• 緊湊型設計：由于占地面積小，非常適合空間有限的應用。

• 經(jīng)濟高效：與封閉式電源相比通常更實惠。

• 靈活集成：輕松集成到具有特定設計要求的定制外殼或系統(tǒng)中。

缺點：

• 暴露于灰塵和濕氣：缺乏封閉使得它們?nèi)菀资艿江h(huán)境污染物的侵害。

• 更高的安全風險：需要小心處理以保持適當?shù)呐离娋嚯x和間隙距離。

• 機械保護有限：由于組件暴露，更容易受到物理損壞。

合適的應用：

• 3D 打印機：定制外殼提供足夠的保護。

• 工業(yè)控制面板：安裝在通風良好且受保護的環(huán)境中。

• 嵌入式系統(tǒng)：集成到優(yōu)先考慮空間效率的設備中。這些系統(tǒng)結構緊湊、重量輕，適合在空間有限的地方集成。

U 通道 SMPS

U 通道 SMPS 的 PCB 安裝在 U 形金屬底盤（通常為鋁制）中。這種結構有助于熱管理并提供更安全的安裝選項。

DIN 導軌開關電源

DIN 導軌 SMPS專為輕松安裝在標準 DIN 導軌上而設計，常用于樓宇自動化、能源系統(tǒng)和工業(yè)控制面板。它們結構緊湊、可靠性高，并且符合安全和性能標準。

開關電源( SMPS ) 選擇的關鍵因素

電源要求

• 輸出電壓和電流：將 SMPS 輸出規(guī)格與負載要求相匹配。

• 峰值負載能力：考慮應用是否需要短期峰值功率，例如電機啟動。

效率和熱量管理

• 高效率：選擇效率高于 85% 的 SMPS 以減少熱量的產(chǎn)生。

• 熱性能評估：通過檢查是否需要額外的冷卻方法（例如外部散熱器或風扇）來評估 SMPS 的熱性能。請參閱制造商關于推薦的冷卻解決方案的指南，并在運行期間監(jiān)控關鍵組件的溫度，以防止過熱。

• 熱降額：確保 SMPS 可以在高達 50°C 的環(huán)境溫度下以額定功率運行并處理輸入電壓變化。

安全與合規(guī)

• 認證：驗證是否符合相關安全標準（例如 IEC 62368-1、IEC 60601-1）。

• 功率因數(shù)校正 (PFC)：確保符合 EN 61000-3-2 以限度地減少無功電流。

可靠性

• MTBF 值：較高的平均故障間隔時間 (MTBF) 表示更好的可靠性，這對于 LED 照明等應用至關重要。

安全安裝實踐

電氣安全

• 爬電距離和電氣間隙：保持帶電部件和接地金屬表面之間所需的距離。

• 正確接地：安全接地，尤其是對于 I 類系統(tǒng)。

• 輸入/輸出保險絲：使用適當?shù)谋ｋU絲以防止火災危險。

EMC 考慮事項

• 接地點：確保正確接地以盡量減少電磁干擾 (EMI)。使用多個接地點以減少接地環(huán)路并保持信號完整性。

• 電纜屏蔽：使用屏蔽電纜進行輸入和輸出連接，以防止外部電磁干擾影響系統(tǒng)性能。確保電纜屏蔽的一端正確接地，以避免接地環(huán)路。

• EMI 濾波器：在電源線上集成 EMI 濾波器或鐵氧體磁珠，以抑制傳導和輻射噪聲。

• 元件放置：優(yōu)化 PCB 上高頻元件的布局和信號走線的布線，以限度地減少電磁輻射。

• 定期測試：使用頻譜分析儀執(zhí)行 EMC 測試，以在部署之前檢測和減輕潛在的 EMI 問題。

• 電纜管理：將輸入和輸出電纜分開，以防止噪聲耦合。

熱管理

• 充分通風：以允許適當空氣流通的方式安裝 SMPS。

• 傳導冷卻：如果需要，使用底盤或外部散熱器進行額外的冷卻。

機械安裝

• 安裝：遵循制造商關于螺絲深度和安裝的指導，以避免損壞組件。

• DIN 導軌安裝：對于 DIN 導軌 SMPS，確保牢固連接以防止因振動引起的損壞。

DIN 導軌 SMPS在樓宇自動化中的典型應用

• LED 照明系統(tǒng)：高效照明解決方案所需的可靠電源。選擇具有高電源穩(wěn)定性和低紋波噪聲的 SMPS 至關重要，可防止閃爍并延長 LED 使用壽命。

• 百葉窗驅動器：自動窗戶系統(tǒng)的平穩(wěn)運行需要具有快速響應和過載保護功能的 SMPS 來處理頻繁的啟停動作。

• 通訊系統(tǒng)：為通訊設備提供穩(wěn)定的電源，需要具有高電磁兼容性 (EMC) 和一致電壓調(diào)節(jié)的 SMPS 以避免信號干擾。

• 電梯和自動扶梯：控制系統(tǒng)的電源應提供高峰值負載能力和強大的浪涌保護，以應對突然的電力需求和電氣瞬變。

• 應急照明：確保停電期間持續(xù)照明，需要帶有內(nèi)置電池管理的 SMPS 或與備用系統(tǒng)無縫集成。

• 監(jiān)控用 DC-UPS：安全系統(tǒng)的備用電源，強調(diào)具有不間斷電源轉換和長期可靠性的 SMPS，以確保持續(xù)的監(jiān)控運行。

• LED 照明系統(tǒng)：可靠的電源，高效的照明解決方案。

• 百葉窗驅動器：自動窗戶系統(tǒng)的平穩(wěn)運行。

• 通訊系統(tǒng)：為通訊設備提供穩(wěn)定的電源。

• 電梯和自動扶梯：控制系統(tǒng)的電源。

• 應急照明：確保停電期間持續(xù)照明。

• 監(jiān)控用 DC-UPS：安全系統(tǒng)的備用電源。

結論

選擇和安裝正確的 SMPS（開關電源） 對于工業(yè)和自動化系統(tǒng)的安全性、可靠性和效率至關重要。通過了解應用的具體要求并遵循安裝實踐，您可以確保設備的性能和使用壽命。