Практична порада Технічні критерії вибору джерела живлення

Поточні статті з "заголовків"

практична

  • 5G та LPWAN
  • Автономні системи
  • Квантовий комп'ютер
  • RISC-V
  • Дослідження та наука
  • Побічні погляди

Поточні статті з "Технології"

  • Цифрові компоненти
    • Мікроконтролери та процесори
    • Інші цифрові мікросхеми
    • Зберігання
  • Аналогова технологія
    • Аналогові поради
    • АЦП
    • RF та бездротові
    • Лінійні компоненти
    • Датчики
    • Покоління годинника
  • Пасивні компоненти
  • Електромеханіка
    • Корпуси та шафи
    • Вимикачі та реле
    • Технологія підключення
    • Теплове управління
  • Інтерфейс людина-машина
  • Світлодіодна та оптоелектроніка

Поточні статті з "Розробка обладнання"

Поточні статті з "AI & Intelligent Edge"

  • Вбудовані системи
    • Вбудовані дошки
    • Вбудовані ПК
    • Інструменти та програмне забезпечення
  • IoT
  • Інтернет-зв’язок
  • Малина PI & SBC

Поточні статті з "Embedded & IoT"

  • Силова електроніка
  • Управління живленням
  • Поради щодо живлення
  • Захист ланцюга
  • Блоки живлення
  • Літій-іонні батареї

Поточні статті з "Power-Design"

Поточні статті з "FPGA & SoC"

  • Технологія електроприводу
  • Енергоефективність
  • функціональна безпека
  • Дизайн друкованої плати
  • Безпека
  • Примітки до дизайну
  • Вебінари
  • Білий папір

Поточні статті з "спеціалізованих тем"

Поточні статті з "Вимірювання та тестування"

  • Побутова електроніка
  • Промисловість та автоматизація
    • Обробка зображення
    • Індустрія 4.0
    • Промислові мережі
    • SPS та IPC
  • Медична електроніка
  • Розумний будинок та будівництво
  • Розумна мобільність
  • Електромобільність
  • Tele- та Datacom

Поточні статті з "Промисловості та додатків"

Поточні статті з "Виробництво електроніки"

  • Китай
  • Коронна криза
  • Управління та керівництво
  • Свинячий цикл
  • Стартап сцени
  • Закон
  • Компанії
  • Економічна політика

Поточні статті з "Менеджмент та ринки"

Практична порада: Технічні критерії вибору блоку живлення

Налаштування додатків, робоча частота, зниження, допуск мережі та навантаження, схема навантаження, залишкова пульсація, ЕМІ, затвердження та інші вимоги роблять конструкцію джерела живлення часом втомливою.

Компанії за темою

Рисунок 1: Умови вибору джерела живлення.

Блок живлення часто є пасинком у розробці системи. Відповідно до девізу: Блок живлення повинен лише безпечно знижувати напругу до (зазвичай нижчого рівня). Лише тоді, коли розробник вимикає лабораторне джерело живлення на робочому місці та піклується про серійне джерело живлення, стає зрозумілою складність теми. Але тоді це часто занадто пізно, що спричиняє затримки та витрати, яких можна уникнути. Блок живлення є частиною конгломерату технічних, комерційних та нормативних вимог. Ця стаття в основному буде зосереджена на технічних деталях.

Які найпоширеніші граничні умови під час проектування імпульсних джерел живлення? З точки зору розробника, найважливішими параметрами є вихідна напруга (напруга) та потужність, вхідна напруга, затвердження та розміри. Навіть маючи лише ці п’ять параметрів, необхідне більш точне визначення. Для цього викладено основні характеристики.

Напруга живлення та робоча частота: Напруга живлення блоку живлення визначається номінальним значенням вхідної напруги, наприклад, від 100 до 240 В змінного струму, та робочим діапазоном. Це зазвичай демонструється з допуском +/- 10%, що призводить до діапазону вхідної напруги від 90 до 264 В змінного струму. Те саме стосується робочої частоти з номінальним значенням від 50 до 60 Гц і, аналогічно, від 47 до 63 Гц як робочого діапазону.

Зниження вхідної напруги: Залежно від блоку живлення, стану охолодження (активного чи безвентиляторного), температури та потужності, безперервна потужність повинна бути зменшена в нижньому діапазоні вхідної напруги. Таке зменшення вхідної напруги показано в технічному паспорті і може виглядати, як показано на малюнку 2, наприклад.

Якщо гарантується, що споживачі експлуатують пристрої лише в Європі, вищезазначений блок живлення може бути завантажений майже на 100%. Однак, якщо в США або Японії передбачається також робота у всьому світі, блок живлення може забезпечити лише 70% можливої ​​потужності.

Вихідна потужність: з параметром вихідна потужність слід розрізняти безперервну та пікову потужність (пікову). Специфікація пікової потужності представляє інтерес, якщо застосування вимагає великих пускових струмів, наприклад від двигунів. На додаток до чистого значення пікової потужності також слід враховувати тривалість та частоту повторення (робочий цикл).

Номінальна потужність та максимальна потужність: Для джерел живлення з кількома напругами часто визначається відповідна номінальна потужність для кожного виходу. Тоді загальна потужність виходів зазвичай призводить до номінальної потужності блоку живлення. Як правило, кожен вихід також може постійно зазнавати більших навантажень. Це значення, яке часто визначається як максимальний вихід, дозволяє переміщувати вихід між окремими виходами, за умови, що загальний вихід знаходиться в межах специфікації джерела живлення.

Допуски напруги: Залежно від застосування, при виборі блоку живлення також слід враховувати допуски напруги. Їх можна розділити на такі групи:

Залишкова пульсація: Параметр залишкової пульсації в основному зумовлений первинним тактовим регулюванням комутаційного регулятора та частотою мережі. Якщо необхідно виміряти залишкову пульсацію (також пульсацію), рекомендується з'єднати лінії з навантаженням за допомогою невеликого електролітичного конденсатора, паралельного керамічному або фольгованому конденсатору. В іншому випадку розсіювання та зчеплення у високоміцному зонді призведе до неправильних значень, які значно перевищують реальну залишкову пульсацію.

Температура навколишнього середовища та робоча температура: Дуже важливою, але часто нехтуваною точкою проектування є температура навколишнього середовища/робоча температура та умови охолодження. Особливо для застосувань із конвекційним охолодженням та більш високими температурами, це, мабуть, параметр, який найбільше впливає на вибір джерела живлення. Хоча джерела живлення з активним охолодженням все ще відносно легко параметризувати, в системах з конвекційним охолодженням слід дотримуватися таких умов: температура навколишнього середовища, положення установки, вихідна потужність та умови охолодження. Основою є крива зменшення температури з паспорта електроживлення. Він базується на коефіцієнті, який слід враховувати в%/K від певної стартової температури. У деяких виробників значення наводиться лише у текстовому вигляді. До цього моменту робоча температура не впливає на вихідну потужність блоку живлення. Типові ринкові значення становлять -2,5%/K від 40 ° C або 50 ° C вище.

У наступному прикладі гарантується безперервна потужність 45 Вт при 70 ° C при безвентиляторній роботі. На вибір є три різні блоки живлення: блок живлення 90 Вт з -2,5%/K від 50 ° C, блок живлення 60 Вт з -2,5%/K від 50 ° C та блок живлення 60 Вт MPE-S065 з -0,75%/K від 50 ° C. Ці фактори зниження, які на перший погляд здаються дуже подібними у паспорті, призводять до значних відмінностей на практиці. Необхідна потужність 45 Вт при 70 ° C досягається лише за допомогою блоку живлення 90 Вт, тоді як блок живлення 60 Вт можна завантажувати лише 30 Вт при 70 ° C. Джерело живлення MPE-S065, хоча його номінальна потужність становить лише 60 Вт, може постійно навантажуватися 51 Вт при 70 ° C і, таким чином, має запаси необхідних 45 Вт.

Незалежно від того, погіршує це вхідну напругу або температуру, блок живлення не зменшує саму потужність. Він навіть працюватиме за цих умов певний час, але термін служби буде сильно обмежений. Тому відповідальний розробник повинен перевірити, чи може обраний блок живлення також безпечно експлуатуватися в гірших умовах.

Ситуація з установкою: Очевидно, що блок живлення з конвекційним охолодженням, який також встановлюється над головою, повинен працювати в інших температурних умовах, ніж блок живлення компонентами догори. В основному існує три варіанти визначення впливу різних позицій установки:

  • Варіант 1: Виробник встановив обмеження температури для певних компонентів.
  • Варіант 2: Виробник пропонує імітацію додатків, за допомогою якої він імітує умови роботи замовника (наприклад, температуру, установку та схему навантаження). За допомогою вимірювань він може зробити точні заяви щодо того, чи слід використовувати блок живлення за цих умов.
  • Варіант 3: Виробник вже зафіксував у своєму паспорті різні умови встановлення.

Слід враховувати інше положення установки, а також кришку, яка перешкоджає вільній конвекції. Це швидко призводить до відхилень на 10% до 20% у порівнянні зі звичайним положенням установки. Особливо в таких особливих ситуаціях застосування, найбезпечнішим способом знайти оптимально підходящий блок живлення є регулювання застосування разом із виробником.