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Power Supply 電源供應器選購須知

No.27   1995 Apr.   p70~73,   資料提供:宏擎電子企業有限公司 TEL:04-2355281, FAX:04-2366387



    一般傳統式直流電源供應器,用於無線電 RF 射頻輸出負載時,容易受到干擾,造成供電不穩定、失去控制等現象。劣級品質的電源供應器甚至會造成通信機件燒毀的嚴重後果。想要選一部良好的電源供應器來搭配 HAM 無線電機使用,就得大費周章尋覓一番。在此提供幾點有關於選購電源供應器時應該注意的事項供作參考:


電源電壓是否與本地相符

    日本進口的電氣產品,電源電壓大多為 AC 100V,如果在國內使用時,建議您買一個電子鍋用的 110V-100V 之變壓器,否則電源供應器容易發熱,縮短壽命,更可能燒毀您的設備,或導致爆炸。

    由於日本進口的電源供應器多為 100V 供電,而其設計電路及使用零件幾乎達到零件的最高臨界值,例如:某一電源供應器所用的電解電容器是 25WV 工作伏特,來台灣之後,本地的電壓不穩定,有些地區甚至高達 120V,該電容器所加諸的電壓已超過額定值的 20%,長久下來,不是無線電機提早老化,就是電容器因負荷不了而爆炸,影響到整個電路。


電流量是否符合規格

    某些電源供應器明明標示 20A,實際使用時卻無法達到此數值,加上負載後,溫度昇高的後果不敢想像。我們曾以日本某廠電源供應器做試驗,當加上連續負載 11A 之後,散熱片溫度高達 123 度,若沒有溫度偵測及保護,足以釀成火災!這種現象尤以日本機種最嚴重,尤其在規格方面,老是玩數字遊戲。國內火腿族、香腸族接觸到這類設備的時間均不長,在選購上較無經驗,雖然市面上的電源供應器種類五花八門,但一部好的電源供應器確實難尋,建議您在電氣特性方面做比較。


輸出電壓是否穩定

    任何一種電源供應器接上全額負載後,必會產生壓降。

    基本上,一部設計良好的電源供應器,其壓降應低於 0.01V,若能達到低於 0.001V,則該電源供應器已是相當好的。


機器短路時是否會發燙

    設計不良的電源供應器,短路時所產生的熱量,會燒毀機器本身及設備。一般電源供應器大多使用折回式保護 (Foldback Type),若要設計良好,有兩點必須突破:

    一是永久短路電流要低於 100mA,折回式電路一般設計短路電流約電流總供應量的五分之一;例如 50A 供應量的電源供應器,在短路時會有 10A 電流通過負載,長時間下來,電源供應器的電晶體必定燒毀無疑。

    另一點是有載起動,在發射機電源開關未關閉的情形下,打開直流電源供應器之電源開關,因負載產生之瞬間 In-rush Current,而導致直流電源保護電路錯誤動作,使得輸出電壓無法上昇到一般額定的 13.8V。若直接調整為可以起動,但此時過載保護折回點卻超過額定值,且永久短路電流非常大 (大於五分之一額定電流),這又違背保護之意義。


抗雜訊能力

    理想的直流電源供應器相當於一個電池,不應產生影響通訊品質的雜訊,這一點要實際接上通信機才能確認,特別是 HF 頻段的 SSB 通訊模式。

    另一種方式則是由頻譜分析儀觀察得知。要求高的讀者可能會注意到 HF 頻段表現良好的電源供應器,在 VHF (144MHz) 及 UHF (430MHz) 頻段卻不見得適合,反之亦然。以經濟效益來衡量,當然是一部電源供應器能提供 All Band、All Mode 是最好不過的了。


抗干擾能力

    通訊設備置於電源附近 30 公分內,全載發射時是否能保持輸出電流穩定,是否因設計不良而為 RFI (無線電射頻干擾) 所困擾?抗干擾不佳,將造成電壓降低或升高,產生雜音。


零件合乎安全係數規格

    電源供應器好比是心臟,終日不停的循環供給電流,若零件工作於臨界點極限,並非好現象,建議預留 20%~50% 容量。

    同時也要留意零件是否合乎標準,並通過 UL 等安全規格之檢驗。一部機器不僅是線路結構設計好就沒問題,高品質零件的配合,才能發揮最大功能,若零件耐用性差,任其有美麗外觀,仍舊動彈不得 (如調整電壓的可調電阻,旋轉幾次就鬆弛而接觸不良)。雖是一般零件,但對機器影響可大的很。


過激特性 (Over Shoot)

    由於低負載瞬間加入高負載時,電壓突升,可能會超過通信設備之最高額定值。此特性可由儀器測得,一般指針式表頭無法看出 (因反應慢,永遠跟不上)。

    一般通信收發報機多使用 12 或 13.8V 直流電源,對擅長 CW 摩爾斯電報的 HF 頻帶國際火腿族來說,過激電壓如太高而超出通信的安全限值,必燒毀電源供應器無疑。

    近年來,因電腦技術的發展及普及,透過電腦終端機或其他界面,沈浸於 RTTY 無線電傳打字電報、 AMTOR、PACKET 通信者也相對愈多,這些通訊模式於實際操作時,更需要一個優異而安全的電源供應器提供穩定的電源。

    對於 AMTOR (Mode A, ARQ) Mode 來說,收與發的轉換時間只有幾百毫秒 (m/sec),但完成一次 QSO 時間約十分鐘左右 (如要談別的話題就更長);如電源性能太差,便可立刻看出其窘態。至於 SSTV 或 FAX 傳送接收,如電源雜訊太大,或是不能提供大電流輸出,勢必使你在通信時困擾不已。如 SSTV 傳送每幅畫面由 8~72 秒不等 (收發機處於發射狀態) 的時間,因速度標準不同,通常在數分鐘左右。以上 MODE 工作時並非一般話務用的電源供應器所能承受的。


電源供應器的哼聲

    電源供應器在大電流狀態下,是否會有哼聲?此點對於通話品質影響頗大。好的電源供應器可提供收信機清晰的聲音品質,且來自變壓器之電源供應器機械哼聲非常低,在半夜開機時一聽即知。

    近來已有專業廠商推出採用圓形變壓器之電源供應器,圓形變壓器是降低哼聲的理想結構,其優點是重量輕、體積小、低漏磁 (這對 HF 頻段特別重要)、機械哼聲小、損失小、易通過安全規格之認可等,目前市面上的高級音響即普遍採用,相信在 HlGH END 的無線電市場上會日漸受歡迎。


擴充性

    如需不中斷的直流電源,應可加接停電時自動轉接電池的裝置。


電壓、電流表的精確度

    良好的指示表頭最大誤差應在 1.5% 以內,其判別方式是工業表頭下方位置有一圓孔,可用一字形起子調整,作機械歸零。市價產品中有很多以 VU 表頭修改而成,誤差頗大,再經搬運過程中的振勒,其誤差值就更大。其次看刻度是否為線性 (刻度間間隔均相等),才能達到工業用標準。

    一般由 VU 表修改的指示表頭只能提供參考值,而在 RF 使用之電源電壓對發射功率影響相當大。12V 與 13.8V 所提供的 RF 功率必有差別,甚至有因指示錯誤可能造成誤調而燒機。


開關式電源供應器是否可接到發射機使用

    開關式電源 (Switching Power Supply) 的工作頻率最少在 20KHz 以上,若不小心,天線發射出的電波影響電路正常工作,導致失控,燒毀設備者時有所聞。

    一般 Switching Power 的壽命約為三年,而本地眾多的 HAM 迷有感於「大發牌」 Switching Power 廉價又好用,故使用者眾多,但小心您所購買的中古 Switching Power 使用年限已盡。且 Switching 方式若故障,不易取得零件更換,即使能找到亦不見得合用,因此修復也較不易。而在 HF 段所使用的電源更不能有 SCR 等相位控制零件使用於主控電路中,因相位控制所產生的諧波,絕不可能濾到足以給 HF 段之 SSB MODE 使用;工業用電源近幾年均有此結構,選購時宜詳加確認。


適用性

    目前市面上適合無線電通信用的電源供應器品質參差不齊,一部電源供應器的好壞,並不能僅由外觀美麗與否作判定,您在選購前,可要求打開電源供應器箱蓋,看看內部零件、配線是否工整等。一部設計裝機良好的機器,每個細節都得考慮周詳,應急產品必定雜亂無章,可靠性也就大打折扣。

    此外,若您購買高品質的無線電器材,卻使用來源不清楚或性能不詳的周邊設備,比方說買一部保時捷跑車,卻裝上規格不符的車胎,這樣在高速公路上行車會安全嗎?其他如電源供應器連接小型手提發電機是否能使用?廠商是否提供測試方法,數據及詳細說明書等,都是值得注意的事項。


安裝注意事項

  1. 確認輸入電壓是否合乎電源供應器所需要之 110V,千萬不可誤插至 220V 電源。
  2. 將電源置於通風良好處,勿置於潮濕地方。
  3. 使用合乎安全規格之接線。
  4. AC 電源能量需足夠,方可發揮功能。
  5. 大於 5A 的負載須接於主輸出端子。
  6. 接線時注意正、負極性。

    以上幾點可作為選購電源供應器之參考,如具備了購買機件的常識,您就可安心選擇到滿意又合適的電源供應器了。 END



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