开放式电源与封闭式电源：哪种格式适合您的 OEM 构建

开放式框架电源是裸露的 PCB 组件，具有外露组件和螺丝端子，而封闭式电源则在金属或穿孔盖内安装相同的转换电路。在它们之间进行选择并不在于哪一种性能更好，而在于您的外壳、接线实践和安全审查可以接受哪一种。如果您的设备已经配备了可使用工具操作的金属机柜，并且具有适当的爬电距离和气流，那么开放式框架设备可为您提供更高的性价比和更多的设计自由度。如果电源可供客户使用、安装在尘土飞扬的车间中或作为独立盒子运输，则封闭式装置的成本更高，但消除了整个类别的批准和现场故障风险。本指南在实际决定构建的维度上比较了两种格式。

要点

• 您已有的外壳决定了格式。 开放式机组借用主机柜的保护；一个封闭的单元自带。

• 爬电距离和间隙是装配要求，而不是组件要求。 安装后，裸露端子必须满足适用安全标准要求的距离。

• 封闭式外壳以热裕度换取保护。 防尘盖也能阻挡热量，因此降额曲线更重要。

• PFC 改变输入电流分布，而不仅仅是效率数字。 谐波电流限制适用于终端设备，PFC 前端通常可以简化合规性。

• 在修复格式之前规划认证路径。 适用标准、外壳、接线方法共同决定。

• 将格式与维护模型相匹配。 现场可更换单元有利于封闭式模块；工厂集成组件有利于开放式框架。

什么才算开放式电源

开放式框架电源以带有安装底座和端子块的填充板形式提供，带电部件上没有盖子。已发布的 开放式框架电源系列 位于功率阶梯的顶部，其中底盘安装组件很常见。

为什么仍然使用开放框架格式？

因为它消除了热源和周围空气之间的一切。没有阻碍对流的盖子，没有需要设计的穿孔图案，也没有额外的金属来源。对于机箱集成产品，主机柜已经提供了屏障、气流路径和安装结构，因此第二个外壳增加了成本、体积和热阻，但没有增加用户可以感知的保护。

开放框架格式向设计者转移了哪些义务？

设计师继承了空间距离、手指安全问题和布线规则。螺钉端子是裸露的，因此必须布置组件，以便在正常使用中工具或手指无法触及带电导体。发热组件直接位于气流中，只有在实际指定气流的情况下，这才是一个优点。

什么算封闭式电源

封闭式电源将转换级包裹在金属外壳中，通常穿孔以进行对流。已发布的 封闭式电源 包括专为紧凑面板设计的薄型、薄型电源和带有内部风扇的高功率机箱电源。

为什么封面会如此大地改变安全论点？

因为屏障现在属于零部件而不是装配体。用户无法通过封闭的外壳触摸带电部件，因此装配级爬电距离问题减少到输入和输出接线入口。这是封闭式单元在现场安装的产品中占主导地位的一个最大原因，这些产品是由最终用户而不是由经过培训的面板制造商安装的。

哪些应用程序驱动封闭的格式？

必须将电源安装到浅 DIN 导轨机柜中的面板制造商、运输密封控制箱的机器制造商以及最终用户可见电源的任何产品。 等薄型封闭式电源的 LRS 系列 35W–600W 薄型封闭式 PSU 存在正是为了协调外壳的保护与现代控制面板的深度限制。

表 1：开放式框架与封闭式开关电源

机械和安全限制

装置安装后，爬电距离和间隙规则如何适用？

爬电距离是两个导电部件之间沿表面的距离；间隙是通过空气的距离。两者都是在已安装的组件中测量的，而不是在裸板上测量的。一旦接线以一定角度进入端子，在工作台上看起来合规的开放式框架电源可能会出现故障，因此布线时应确保松散的绞线或滑脱的电线无法桥接初级和次级。

是什么让接线端子能够安全地保护手指？

手指安全端子是指在安装位置上标准测试手指无法接触到带电部件的端子。嵌入式螺钉、铰链盖和罩板实现了这一点；外露的螺丝头则不然。当格式为开放式时，周围机柜或附加端子盖满足要求。

什么时候需要强制气流而不是对流？

当机柜内的环境超过对流路径在所需负载下可以抑制的范围时，需要强制气流。读取真实内部环境和安装方向的降额曲线，然后确定风扇是否比大电源便宜。风扇还带来运动部件、灰尘通道和维护项目，因此请慎重决定。

当您将电源安装在金属机箱内时会发生什么变化？

机箱成为热路径的一部分，并且在某种程度上成为 EMI 结构的一部分。这通常是有利的，但机箱温度也会升高。将框架粘合到底盘上是标准做法；验证对附近组件的影响，而不是假设金属带走热量。

您必须规划的认证路径

您的最终产品适用哪种安全标准？

适用的标准遵循最终产品，而不是电源。 IEC/EN 62368-1 涵盖音频/视频、信息和通信技术设备，并在很大程度上取代了该系列中较旧的 60950-1 和 60065。 IEC/EN 60601-1 适用于医疗电气设备，并增加了限制电源选择的漏电流限制等要求。阅读管理您的最终产品的标准，然后选择让组件满足该标准的格式 - 并获取供应商自己的声明，而不是从数据表摘要中假设合规性。

谐波电流限制会影响格式决策吗？

IEC 61000-3-2 对连接到公共低压电源的设备的谐波电流发射设定了限制，其适用性取决于设备类别和输入电流。由于这些限制适用于终端设备而不是隔离模块，因此前端具有功率因数校正功能的电源大大简化了争论。与您的合规合作伙伴确认适用的版本和范围。

PFC 实际上在物料清单中为您购买了什么？

经过功率因数校正的前端吸收的电流形状更接近电源电压波形，从而提高功率因数并降低谐波含量。已发布的数据说明了差异： RSP-320 320W PFC 电源的 额定功率因数在 230 VAC 时大于 0.95，在 115 VAC 满载时大于 0.98，输入电流在 115 VAC 时为 4A，在 230 VAC 时为 2A，浪涌电流分别为 20A 和 40A，输入效率为 88-90%（具体取决于型号）以及漏电流240 VAC 时低于 1.5 mA。代价是更高的组件数量和单价以及更简单的合规路径。

表 2：各系列可用的功率和输出范围

上述系列范围引自已发布的产品名称和规格表。订购前请确认数据表上的确切型号、输入范围和调整窗口。

降额和热余量计算

交流/直流开关电源系列 涵盖 足够宽的功率范围，格式选择和热裕量可以直接相互作用。考虑一个需要 200W 连续输出的面板。

步骤 1 — 建立内部环境。 测量安装位置处封闭机柜内的空气温度，而不是室温。假设本例的温度为 50 °C。

第 2 步 — 获取负载要求。 负载连续消耗 200W 功率。在额定 200W 的设备上，100% 负载且无余量 — 仅当降额曲线允许在 50 °C 时才可接受。

步骤 3 — 读取真实环境下的降额曲线。 制造商曲线通常允许在指定温度下使用全额定功率，并在该温度以上将其降低。如果曲线仅允许在 45 °C 时提供全功率，并​​在高于该温度时降额，则 200W 设备在 50 °C 时无法提供 200W 功率。选择更高的等级或改善气流。

第四步——检查围护效果。 封闭式单元增加了组件和机柜空气之间的热阻。比较开放式框架和封闭式候选器件在相同环境下的降额曲线，而不是假设它们相等。

第 5 步 — 在更大功率和更多气流之间做出选择。 单位成本更便宜的途径通常是增加瓦数；外壳体积中更便宜的途径通常是改善气流路径。两者都必须根据降额曲线进行评估。

仅作为说明性方法；不是 SMUN 产品规格。

选择工作流程：请求报价之前的五个问题

1. 谁可以接触服务中的供应？ 如果不是经过培训的面板构建者，请从封闭的格式开始。

2. 安装位置的内部环境如何？ 选择瓦数的是这个数字，而不是室温。

3. 可用的最深空间是多少？ 薄型封闭式和开放式框架格式在安装深度方面存在很大差异。

4. 最终产品受哪个标准管辖？ 该标准（而非偏好）决定泄漏和间距要求。

5. 单位将如何更换？ 现场更换有利于封闭式模块；工厂集成有利于开放式框架。

回答这五个系列后，入围名单通常会缩减为两到三个系列。

结论

开放式框架和封闭式电源不是竞争产品——它们是同一转换电路的两种安装理念。当主机柜已经提供屏障、气流和安装结构，并且组件由经过培训的集成商构建时，开放式框架获胜。每当供应必须保护自身时，无论是因为最终用户可以接触到它、环境受到污染，还是设备作为模块进行运输和维护，封闭式系统都会获胜。

因此，决定是在机械设计中做出的，而不是在电气规范中做出的。首先确定内部环境、可用深度、手指安全要求和适用标准；接下来是瓦数和系列。颠倒该顺序是在项目后期必须重复供应选择的最常见原因。

在请求报价之前，请以书面形式确认三件事：安装位置的内部环境、该环境下的降额曲线以及供应商对最终产品必须满足的标准的声明。

常问问题

问：我可以在出售给最终用户的设备中使用开放式电源吗？

答：仅当组件作为一个整体防止与带电部件接触并满足管理最终产品的标准的间距要求时。开放式框架格式将这些义务转移到您的外壳设计中。

问：在相同功率下，封闭式电源的运行温度是否比开放式电源更热？

答：盖子增加了元件与周围空气之间的热阻，因此相同的输出功率通常意味着更高的内部温升。比较两种格式在真实内部环境下的降额曲线。

问：我的设备需要功率因数校正吗？

答：这取决于设备类别、输入电流和谐波电流限值的适用版本。 IEC 61000-3-2 管理连接到公共低压电源的设备的谐波电流发射。与您的合规合作伙伴确认范围； PFC 前端是满足限制的常见途径。

问：我应该留多少热裕度？

答：足以使您测量的内部环境下的降额曲线仍然覆盖负载，包括启动浪涌和预期老化。读取真实环境下的曲线，而不是标称额定值，才能将计算转化为决策。

问：哪种格式适合 DIN 导轨控制柜？

答：薄型封闭式设计用于浅 DIN 导轨外壳，并且存在用于机柜构建的专用 DIN 导轨系列。开放式框架单元需要主机外壳来提供屏障和气流路径，而 DIN 导轨机柜并不总是能提供这些。