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如何確定電源的降額百分比?


如何確定電源的降額百分比?

由于電源的效率缺點,它具有內部能量損耗從而導致元器件溫度上升。制造商可以通過為功率器件加裝散熱器,或將表貼功率器件安裝在多層PCB上進行傳導散熱。熱敏感的元器件如電解電容,與有可能工作在高溫的發熱元器件如變壓器和電感,在物理上分開放置。

我們發布過幾篇關于高溫如何降低電源電解電容壽命的文章?;旧想娙轀囟让可?0℃,其工作壽命將減半。半導體器件也會隨著時間而老化,隨著工作溫度的升高,他們的壽命也大大縮短。

制造商通常提供降額曲線以產品能提供令人滿意的現場壽命。通常需要考慮幾個不同的降額因素。

溫度降額是常見的。以圖表的方式顯示負載可以獲得的更大**功率大小。圖1顯示電源可以在50℃的環境溫度下提供滿功率,在70℃時線性降額至5**。

圖1:功率降額曲線 vs. 環境溫度

 

安裝方向可能導致發熱增加,影響對流冷卻電源,根據TDK-Lambda RWS150B的使用手冊,有效的安裝方式是(A)-側面安裝。請注意不能使用安裝方式(E),因為熱量會在機殼內部堆積,可能導致過熱,縮短其現場壽命。這些圖表在**報告中會提及。

圖2:RWS150B 安裝方向和降額曲線

圖3 : RWS150B 電源

 

安裝方向(A)允許電源外殼(功率半導體固定在外殼上)與系統機箱之間有一定的熱傳導。更重要的是,它允許空氣通過外殼上的通風孔進入電源,并從頂部排出。

 

低溫降額也可以在圖2中找到,在-20℃時為5**功率。正如預期的那樣,這與過熱無關,而是與低溫啟動有關。在5**功率下,RWS-B的輸出可以平滑啟動,而不會重復嘗試啟動。當電源熱機后即可以輸出滿功率。


 

輸入降額也可能有要求,特別是對于輸入為85~265VAC的AC-DC電源。這會影響輸入濾波和整流電路(圖4)。

圖4:輸入電路

當輸入電壓為85Vac時,輸入電流更大。EMI濾波器和整流二*管將變得更熱因此需要對負載電流進行降額(圖5)。

圖5: RWS150B 輸入降額曲線

12V-48V型號的平均效率為85%,但5V輸出型號由于其較低的77%效率,因此額外多了1**的功率降額。輸出電壓越高,效率越高,消耗的輸入電流就越小。

 

 

冷卻方式也會影響電源可以提供的功率。開架式電源通常提供對流冷卻和額外強制風冷下的不同降額曲線。電源上方或內部通過的氣流通常會允許更大的輸出功率。

圖6:傳導冷卻和強制風冷降額曲線

風量和冷卻風以正確的方向穿過電源是很重要的。一些制造商展示了良好的強制冷卻風向,以提供更大的功率。請注意系統中的其它部件不會限制氣流,否則有可能會嚴重影響可靠性。

接下來,重要的是,這些降額百分比是累計的。例如,電源工作在85Vac輸入時降額為9**,而在70℃環境溫度下允許的功率為5**,那么此時允許的更大輸出功率將降額至0.9x0.5。一個150W的電源將降額至67.5W。如果這時已經不足以滿足您的需求,請考慮使用200W甚至300W的型號。不建議以額定功率上線運行電源。

 

確定氣流是否足夠的良好方法是測量關鍵元器件的溫度, 可以用熱電偶測試電源元器件溫度。



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