介绍
即使是经验丰富的电气/模拟工程师或设备架构师，确定应用的最佳电源解决方案也是一项艰巨的任务。如果提出的解决方案不仅要满足一个明确系统的需求，还要为整个设施的高效运行进行架构设计，那么这项工作就会变得更加复杂。RECOM可提供新颖的解决方案，使设计简便性和高效功率分配达到最佳效果。您可以将酸柠檬做成甜柠檬汁，但 RECOM 建议您将其做成未来的通用工厂！
您的电源是 “SOUR”（相同应用范围）还是 “SWEET”（超宽、高效）？
2024-11-27
根据应用需求、安全性和历史等因素，建筑物内的主配电系统因电压等级和规格而异。对于交流配电，额定电压和频率是关键，全球标准影响着不同的电压等级。
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通用交流电，宽输入，通用宽输入
传统的电源要么是交流输入，要么是直流输入。即使是所谓的通用输入电源装置（PSU）也仅限于 85 - 264VAC 或 130 - 370VDC。虽然交流或直流输入的支持范围都很宽，但这些范围受到限制，因此限制了无需额外、昂贵的中间电源转换即可支持的设备。交流限制至少涵盖了所有范围的市电输入[1]，但仍然限制了应用空间，因为它们无法应对更低的交流或直流电源电压。
说到直流电源，需求范围要宽泛得多，因为大多数负载最终都需要直流电（一些电机和变频器是最常见的例外情况）。因此，标准可以针对某一类产品（如通用串行总线或以太网供电、USB 或 PoE）或某一应用领域或垂直市场（如高压数据中心、HVDC）。但无论是否有标准，许多负载和运行环境都需要支持更宽的输入电源电压范围，甚至是不可预测或未知的电压范围。一般来说，支持次低电压可使负载在线路电压骤降（又称断电）的情况下工作更长时间，而支持高于最大额定值的电压则可为设备和用户提供保护。
不管是交流还是直流输入，如果要支持高于/低于额定规格的扩展电压范围，还需要考虑根据负载条件驱动最大电源效率（例如，最小耗散功率损耗）。换句话说，电源或系统的输入电压水平会影响电源转换（又称换向）效率，即使负载在输出端保持静态。但大多数负载的电流消耗也是动态的 [2]。如下图所示，要评估真正的性能，必须掌握并研究电源解决方案的效率与负载曲线。
图 1：针对不同负载率优化的 PSU 效率曲线比较，图片由 PowerRox 提供 [3] 。
既然有更多的选择，为什么设计人员要局限于 SOUR（相同的老应用范围）呢？对于任何设计工程师、工厂经理或设备架构师来说，在几乎任何情况下，即使电源电压不可预测或未知，也能在成本、正常运行时间、效率和可持续性方面为应用提供最大的灵活性，这是一个非常强大的工具。例如，支持 24V 至 240V 交流或直流电压范围的单个电源（不是通用设计的产品系列或选项，而是真正通用的单个零件编号）为真正的通用支持和前所未有的能源优化水平打开了大门。
RECOM 率先向市场推出如此先进的产品，并重新定义了 “通用宽输入 ”的含义。稍后将进一步详细讨论 RAC15-K/WI 如何使 SWEET（超宽和高效）解决方案为未来的设施和应用提供动力。
说到直流电源，需求范围要宽泛得多，因为大多数负载最终都需要直流电（一些电机和变频器是最常见的例外情况）。因此，标准可以针对某一类产品（如通用串行总线或以太网供电、USB 或 PoE）或某一应用领域或垂直市场（如高压数据中心、HVDC）。但无论是否有标准，许多负载和运行环境都需要支持更宽的输入电源电压范围，甚至是不可预测或未知的电压范围。一般来说，支持次低电压可使负载在线路电压骤降（又称断电）的情况下工作更长时间，而支持高于最大额定值的电压则可为设备和用户提供保护。
不管是交流还是直流输入，如果要支持高于/低于额定规格的扩展电压范围，还需要考虑根据负载条件驱动最大电源效率（例如，最小耗散功率损耗）。换句话说，电源或系统的输入电压水平会影响电源转换（又称换向）效率，即使负载在输出端保持静态。但大多数负载的电流消耗也是动态的 [2]。如下图所示，要评估真正的性能，必须掌握并研究电源解决方案的效率与负载曲线。
图 1：针对不同负载率优化的 PSU 效率曲线比较，图片由 PowerRox 提供 [3] 。
既然有更多的选择，为什么设计人员要局限于 SOUR（相同的老应用范围）呢？对于任何设计工程师、工厂经理或设备架构师来说，在几乎任何情况下，即使电源电压不可预测或未知，也能在成本、正常运行时间、效率和可持续性方面为应用提供最大的灵活性，这是一个非常强大的工具。例如，支持 24V 至 240V 交流或直流电压范围的单个电源（不是通用设计的产品系列或选项，而是真正通用的单个零件编号）为真正的通用支持和前所未有的能源优化水平打开了大门。
RECOM 率先向市场推出如此先进的产品，并重新定义了 “通用宽输入 ”的含义。稍后将进一步详细讨论 RAC15-K/WI 如何使 SWEET（超宽和高效）解决方案为未来的设施和应用提供动力。
精简电力解决方案，实现高效部署
同时使用交流和直流输入为同一系统或负载供电的概念并不新鲜。下图是 “现代数据中心架构 ”开放式行业合作中的一张过时的图表，展示了这一点，但要注意的是单个系统中的单独、独立 PSU。
现在，RECOM 采用这种混合交流/直流概念，推出了业内首款完全集成的交流或直流通用宽输入 PSU。电源子系统的整合使模块化系统设计成为可能，从而扩展非经常性工程 (NRE) 资源，并最大限度地提高投资回报率 (ROI)，以支持类似系统的许多不同品种（即库存单位或 SKU）。例如，电气柜可能包含交流馈电或 24VDC 操作（在 DIN 导轨 [5] 应用中非常常见）。通常需要两种不同类型的电源，但对于 RAC15-K/WI 而言，一个部件就可以同时提供两种电源。
图 3：交直流混合系统输入架构，如图所示： [4]
通过长电缆输送的电力会产生 I²R 损耗，这意味着额定电源电压可能超出标准电源输入的范围[6]。例如，铁轨和高速公路旁的信号系统，或绿色能源（海上风电场）和智能电网应用中监测站的远程电源，通常使用数公里长的供电电缆。这种效应的影响可通过下式进行评估。即使是小功率负载（30W），在 5 千米长、1.5mm² 120VAC 主电缆上也会出现 25V 的电压下降（20% 的供电电压损失）。
现在，RECOM 采用这种混合交流/直流概念，推出了业内首款完全集成的交流或直流通用宽输入 PSU。电源子系统的整合使模块化系统设计成为可能，从而扩展非经常性工程 (NRE) 资源，并最大限度地提高投资回报率 (ROI)，以支持类似系统的许多不同品种（即库存单位或 SKU）。例如，电气柜可能包含交流馈电或 24VDC 操作（在 DIN 导轨 [5] 应用中非常常见）。通常需要两种不同类型的电源，但对于 RAC15-K/WI 而言，一个部件就可以同时提供两种电源。
图 3：交直流混合系统输入架构，如图所示： [4]
通过长电缆输送的电力会产生 I²R 损耗，这意味着额定电源电压可能超出标准电源输入的范围[6]。例如，铁轨和高速公路旁的信号系统，或绿色能源（海上风电场）和智能电网应用中监测站的远程电源，通常使用数公里长的供电电缆。这种效应的影响可通过下式进行评估。即使是小功率负载（30W），在 5 千米长、1.5mm² 120VAC 主电缆上也会出现 25V 的电压下降（20% 的供电电压损失）。
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