
本文分析需要对电源进行降额的各类因素★◈✿★,以及降额如何提升工业电源可靠性★◈✿★、延长平均无故障工作时间(MTBF)丫头你忍忍我开始动了★◈✿★。
电源的额定功率丫头你忍忍我开始动了★◈✿★,指设备在标准工作条件下能够输出的最大瓦特数★◈✿★。例如一款电源标注为 “480W 电源” 或 “15W DC/DC 转换器”★◈✿★。但该额定功率会受工作条件制约★◈✿★。环境温度过高或过低★◈✿★、输入电压偏低优发88官网★◈✿★、工作海拔较高等外部条件★◈✿★,都会降低电源可连续输出的最大功率★◈✿★。 为应对上述工况丫头你忍忍我开始动了★◈✿★,需要降低电源输出负载★◈✿★,该操作就称为降额★◈✿★。降额通过减少电源内部功耗★◈✿★、降低发热量★◈✿★,保障产品全生命周期内稳定工作★◈✿★,以此实现可靠运行★◈✿★、延长设备寿命★◈✿★。行业通用准则★◈✿★:环境温度每升高 10℃★◈✿★,设备使用寿命减半★◈✿★。
电源厂商一般通过曲线图或者公式给出降额要求★◈✿★。RECOM 同时提供温度★◈✿★、输入电压维度的降额曲线★◈✿★,并附带随海拔升高对应的百分比降额系数★◈✿★,必要时还会设置绝对负载限值★◈✿★。
温度降额曲线 X 轴代表环境温度★◈✿★,Y 轴代表输出功率★◈✿★。当环境温度升高丫头你忍忍我开始动了★◈✿★,必须降低输出功率★◈✿★,防止电源过热★◈✿★,此时就需要执行降额★◈✿★。
电源规格参数中一般会预留一定余量★◈✿★,用来承受负载浪涌电流★◈✿★、输入电压浪涌和瞬态电压★◈✿★。但选型时★◈✿★,绝对最大值参数不可作为正常工作的使用条件★◈✿★。 该余量代表产品的设计健壮性★◈✿★,仅用于应对短期异常工况★◈✿★,绝对最大值不可以长时间作为实际工作性能指标丫头你忍忍我开始动了★◈✿★。
RECOM 工业自动化电源的降额曲线放在产品数据手册末尾★◈✿★;其他厂商可能将降额曲线放在应用笔记或者独立参考文档中★◈✿★。
图 2★◈✿★:同时包含负载★◈✿★、环境温度★◈✿★、输入电压的降额曲线 为宽压输入开关稳压器(R78K 系列)不同输入电压对应的多条降额曲线★◈✿★。开关稳压器的效率会随输入电压升高而下降★◈✿★,器件会更快抵达负载极限★◈✿★,因此高输入电压条件下★◈✿★,降额的启动温度会更低★◈✿★。
本例中★◈✿★,输入 5V优发88官网★◈✿★、输出 2.5V 工况下优发88官网★◈✿★,整机功耗很小★◈✿★,转换器几乎不存在热应力★◈✿★,环境温度高达 85℃仍可以满功率输出★◈✿★;但同样负载★◈✿★,如果输入电压为 36V★◈✿★,温度达到 65℃就必须开始降额★◈✿★。
海拔降额要求会以图表或者文字形式写入手册★◈✿★。以 R78K1.0 系列开关稳压器为例★◈✿★,RECOM 手册 “环境条件” 章节标注最大工作海拔 5000 米★◈✿★,海拔超过 2000 米即需要开始降额★◈✿★;20005000 米区间★◈✿★,海拔每提升 1000 米★◈✿★,最大输出功率降低 5%★◈✿★。海拔降额需要叠加温度降额共同计算★◈✿★。
图 3★◈✿★:RECOM RACPRO1T480 导轨电源峰值负载持续时间与周期曲线图★◈✿★。图中百分比均为完成降额之后的数值丫头你忍忍我开始动了★◈✿★。
上图为 RECOM 导轨安装电源(RACPRO1T480 系列)的过流能力★◈✿★。电源可持续承受 100% 额定负载★◈✿★;可短时承受最高 150% 额定电流★◈✿★,但单次持续时间不超过 7.5 秒★◈✿★,且两次事件间隔至少 60 秒★◈✿★。输出侧发生短路时★◈✿★,电源可输出最高 250% 额定电流★◈✿★,持续 20 毫秒丫头你忍忍我开始动了★◈✿★,保证输出回路熔断器可靠熔断★◈✿★。
图4★◈✿★:不同风速条件下输出功率温度降额曲线 是典型降额曲线★◈✿★,展示冷却气流带来的影响★◈✿★。无通风条件下★◈✿★,约 67℃就需要开始降额★◈✿★;100 英尺 / 分钟(LFM)的强制风冷★◈✿★,降额起始温度提升至约 85℃★◈✿★。继续加大风量丫头你忍忍我开始动了★◈✿★,收益会明显递减★◈✿★;500 英尺 / 分钟风量下★◈✿★,降额起始温度仅提升至约 95℃优发88官网★◈✿★。
AC/DC 转换器需要考量的基础要素和 DC/DC 转换器大体一致★◈✿★。但交流感性负载会带来特有风险★◈✿★:重载工况下功率因数滞后(电压电流相位偏移)★◈✿★,负载关断时会产生反向电动势★◈✿★。以上两种情况都有可能让电源超出工作极限★◈✿★。RECOM 的 AC/DC 电源针对这类交流负载典型问题做了专门设计优发88官网★◈✿★,具备强浪涌电流耐受能力★◈✿★,同时可以承受较高的反向电压优发88官网★◈✿★。工业自动化优发国际入口★◈✿★,电机及驱动★◈✿★。
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