利用多功能 AC/DC 電源供應器簡化全球就緒型裝置的設計

電子設備通常就預計會在多個國家使用，這對資通訊技術 (ICT)、醫療裝置、工業設備和家用電器的系統設計來說，會有全球配置上的難題。由於各地監管環境差異甚大，要達到全球合規性尤其複雜、昂貴且耗時，會導致產品發佈延遲並影響競爭力。

本文將概略探討設計人員在開發全球產品時面臨的合規性挑戰。接著會介紹來自 GlobTek 的穩健、多功能桌上型電源供應器，並說明設計人員如何利用此電源符合國際合規要求，並且簡化產品的設計、認證及部署作業。

全球各地市電的差異

全球的 AC 電源插座共有 15 種不同類型，各均依據當地標準與安全規範而設計。這種變化反映出電源電壓和頻率的基本差異，這些差異大致可分為四種主要方案：220 V 至 240 V @ 50 Hz、220 V 至 240 V @ 60 Hz、100 V 至 127 V @ 60 Hz，以及 100 V 至 127 V @ 50 Hz (圖 1)。

圖 1：全球的市電電壓和頻率各有差異，主要使用四種方案。(圖片來源：DigiKey)

造成這些差異的原因主要是歷史，以及電網鋪設時所屬的政治與貿易聯盟，也有來自安全、遠距傳輸效率、照明和馬達效能的考量。儘管如此，設計人員仍需判定最佳的市電轉換方式，以供電給產品，同時還要克服合規挑戰，以免在產品全球發佈時，導致分階段推出與昂貴的延遲。

外部電源供應器如何簡化產品的電源設計

通常，市電供電式設備都有內建電源供應器，可透過固線式電源線或獨立的 IEC 電纜，直接將來自牆面插座的市電進行轉換。若是單一區域運作的產品，就享有多項優勢，包括最佳化的電源轉換和高度整合，可帶來整齊且最少雜亂的設計。

這個整合會面臨的問題在於會讓產品可服務的區域數量受到限制。若採用內建電源供應器，製造商為了在全球銷售相同核心的產品，就需要不同的 SKU，這會增加成本，讓開發和部署變得更加複雜。

此外，外部電源供應器可將產品的內部電源設計與市電分開，進而簡化內部電源電路，並達到緊湊的產品外型尺寸。因此，製造商就可用統一的設計，建立符合國際要求的單一產品 SKU。將不同產品系列的電源設計統一化，就可用單一電源供應器服務多種裝置，進而簡化區域庫存後勤。基於這些原因，許多設計人員在開發全球市場用的產品時，會選擇外部電源供應器。

適合全球產品配送的堅固型可調適電源供應器

Globtek 的 GTM96600 系列電源供應器是一款多功能的外部電源解決方案，可支援多種產品，適用於不同的應用場景及地理區域。此系列 AC/DC 桌上型電源供應器可支援 100 V 至 240 V @ 50 Hz 至 60 Hz 的寬廣 AC 輸入範圍，可提供 5 V 至 54 V 的固定 DC 輸出，能以 0.1 V 的增量調整。堅固可靠的 GlobTek 配接器設計dk3提供以下效能優點：

• 輸出高達 60 W，適合多種應用
• 高平均效率與超低的空載功耗，可減少待機能源消耗，符合 VI 級能效標準
• 可在高達 +74°C 下降額輸出運作，並可在低至 -40°C 下冷啟動，適用於嚴峻的工業環境
• 提供 Class I 與 Class II 選項，可在醫療及消費性設置下增進安全性

除了這些電氣規格外，GTM96600 系列還提供創新的機械設計，具有可互換的插片，可支援不同區域的當地 AC 牆面插座。有兩種插片範例，分別是適用於北美和日本市場 Class II 的 R-NA-2(R) (圖 2 左) 選項，以及適用於歐洲和南美 Class I 電源的 R-EU-3(R) (圖 2 右) 選項。

圖 2：GlobTek 的可互換插片，例如 R-NA-2(R) (左) 和 R-EU-3(R) (右)，能讓 GTM96600 配接器直接配合多個區域的插座。(圖片來源：GlobTek，經作者修改)

也有提供額外的插片選項，可支援澳洲、中國、英國、香港和新加坡。針對其他區域，或是設備離牆面插座更遠而需要較長纜線的情況，GlobTek 有提供多種標準型可拆式 IEC 60320 電源線，能與 GTM96600 系列板載連接器順利整合。

GlobTek 的可互換插片和電源線會另外供應，因此裝置製造商可針對各區域調整訂單，就可配送當地所需的插片或電源線配件套，進而簡化庫存管理。此外，GTM96600 系列含有一組筒狀插頭套件，可在 DC 輸出端提供連接靈活性。標準套件含有三個直式公端筒狀插頭，採用常用的內徑：1.3 mm、2.1 mm 與 2.5 mm。極性由尖端相對於市電供電的方向來決定。也有另外提供其他連接器。

GTM96600 系列提供全面的認證和安全合規性，可縮短上市時間，並在韓國、台灣、印度等地獲得全球認可。這些標準包括：

• IEC 60601-1 (醫療)
• IEC 62368-1 (ICT 與影音 (AV))
• IEC 61558-1 和 UL 1310 (電源供應器 (PSU))
• IEC 60335 (家用電器)

探索 GTM96600 系列 AC/DC 桌上型電源供應器

GTM96600 系列涵蓋多種 DC 輸出選項，從標準型到相對小眾的皆有。有個適合廣泛使用的配接器典型例子是 RR9LE5000T00CIMR6B (圖 3)，其中含有一個筒狀連接器套件。

圖 3：RR9LE5000T00CIMR6B Class I 電源隨附筒狀連接器套件，可提供 12 V @ 60 W 的靈活解決方案，是全球 ICT 產品的典型規格。 (圖片來源：GlobTek)

此 Class I 電源具備三個市電引腳的完整安全優勢，並具有內部的接地連接，可用於固定式或金屬外殼的設備。12 V 的 60 W 輸出可支援多種應用，如網路路由器、外接硬碟及迷你電腦，以及家用音響設備和 LED 照明系統，這些設備通常都需要最高 5 A 的電流能力。

與大多數的 GTM96600 系列一樣，RR9LE5000T00CIMR6B 的尺寸僅有 117.5 mm × 53.5 mm × 36.6 mm，可達到最小的侵入性。電線長度為 1.20 公尺，此為該系列的代表值，但會隨產品而異。

若是較為少見的 30 V 輸出，RR9KR2000T00CIMR6B (圖 4) 可提供帶有雙引腳 (無接地) 輸入的 Class II 配接器，適用於裝置所在之建築物接地可能不可靠的情況。此配接器可接受 C8 IEC 電源線或可互換的插片。

圖 4：若 30 V 系統無法保證具有可靠的接地，RR9KR2000T00CIMR6B 可簡化其所需的安全電力傳輸。(圖片來源：GlobTek)

RR9KR2000T00CIMR6B 保留完整的 60 W 輸出，可用於較不常見的產品，例如牙科電動儀器和專業工業控制系統，其使用 2 A 就已足夠。還可提供適合大型鋰離子電池充電應用 (如電動工具) 的解決方案。

最後，RR9LB6667T00CIMR6B (圖 5) 是具有專用 5.95 V 輸出的電源範例。這款 40W Class I 配接器非常適合搭配專有充電系統，其配置略高於一般的 5V 輸出。此外，具有相對較高的電流能力，可支援可攜式醫療設備，例如居家保健監測器和超音波裝置，其基於安全考量需要低電壓操作。

圖 5：RR9LB6667T00CIMR6B 解決方案可提供非標準、低電壓的電力傳輸，並具有確保裝置安全的接地引腳。(圖片來源：GlobTek)

結論

設計全球性產品時，多種市電電壓標準會讓產品的設計、認證及部署作業複雜度大幅增加。多功能的 GlobTek GTM96600 系列可破除產品內部電力傳輸與地理位置之間的關聯，進而克服這些問題，針對講究安全可靠電力傳輸的全球應用，提供堅固且經過認證的電源供應。