将交流适配器先连接到设备,然后再连接到电源是否会造成电压尖峰的风险?

电器工程 电源 交流 开关模式电源
2022-01-06 07:36:22

我遇到的几种不同电子设备的手册建议先将其交流适配器连接到设备,然后再连接到电源。我一直认为相反的顺序更安全,因为我认为连接到电源可以向已经连接的设备发送电压尖峰。电源(笔记本电脑或其他电子设备的适配器)的设计方式是否在连接时不会对其设备造成伤害?在这些条件下,两个连接订单是否同样安全?

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在这些条件下,两个连接订单是否同样安全?

根据设备的不同,在某些情况下答案是否定的,连接顺序不一定同样安全,顺序肯定很重要。您发现“我遇到的几种不同电子设备的手册建议先将其交流适配器连接到设备,然后再连接到电源”有原因的。

在几年前的研究中,我发现的主要问题是 LC 引起的电压尖峰,它是由典型开关模式 PSU 输出滤波器的电感和连接电源“砖”(L) 的电缆共同产生的以及设备(C)中(尤其是)陶瓷输入电容器的低 ESR。

凌力尔特的 AppNote 88 比我在几段中写的更好地解释了这一点 - “陶瓷输入电容器可能导致过压瞬态”

简而言之,问题在于已经建立的电压(例如,Linear AppNote 中的 24 V)施加在设备中未充电的陶瓷电容器上(AppNote 中的模拟笔记本电脑电源输入电路)。在这种情况下,当 PSU 电压上升时,电容器没有机会(相对地)缓慢充电,电缆连接到设备上,这将在“推荐”连接顺序中发生。相反,当连接 PSU 电缆时,它会看到输入电压的阶跃变化。结果可能是电压峰值超过输入电压的两倍。引用 AppNote:

“输入电压瞬变问题与通电顺序有关。如果将墙上适配器插入交流电源插座并先通电,将墙上适配器输出插入便携式设备可能会导致输入电压瞬变,从而损坏 DC/DC 转换器设备内部。”

Pololu 的另一篇实验文章显示了这个问题(尽管他们在 PSU 的长电缆末端使用 PCB 上的开关,而不是插入连接器) - “了解破坏性 LC 电压尖峰”


摘要 - 除非有任何相反的特定于设备的说明,否则将(未通电的)交流适配器先连接到设备,然后再连接到电源,就像您在那些说明手册中看到的那样,风险较小。

对于设计合理的 PSU,您首先建立的连接无关紧要。对于设计不良的 PSU,这两种情况都会带来风险:

  • 如果 PSU 设计为在负载下进行调节,则首先将 PSU 连接到电源可能会出现问题通常,在没有负载的情况下,PSU 可以输出比指定更高的电压,从而损坏您之后要连接的设备

  • 如果隔离/接地电路设计不正确,则在设备连接后将 PSU 连接到电源会导致麻烦。当整个批次连接到电源时,这可能会导致设备出现短电压尖峰。请注意,当您稍后将任何设备连接到设备或触摸设备的导电部件时,不良的隔离/接地也可能带来风险,如果可能,应完全避免使用此类设备。

简而言之,无论首先连接什么,我都希望任何体面的 PSU 都能正常工作,但请尊重手册中为不寻常/昂贵/旧设备指定的任何顺序。