Sfat practic Criterii tehnice pentru selectarea sursei de alimentare

Articole curente din „titluri”

sfat

  • 5G și LPWAN
  • Sisteme autonome
  • Calculator cuantic
  • RISC-V
  • Cercetare și știință
  • Priviri laterale

Articole curente din „Tehnologie”

  • Componente digitale
    • Microcontrolere și procesoare
    • Alte circuite integrate digitale
    • Depozitare
  • Tehnologie analogică
    • Sfaturi analogice
    • Convertor A/D
    • RF și wireless
    • Componente liniare
    • Senzori
    • Generarea ceasului
  • Componente pasive
  • Electromecanică
    • Carcase și dulapuri
    • Comutatoare și relee
    • Tehnologie de conectare
    • Gestionarea termică
  • Interfață om-mașină
  • LED și optoelectronică

Articole curente din „Dezvoltare hardware”

Articole actuale din „AI & Intelligent Edge”

  • Sisteme integrate
    • Plăci încorporate
    • PC-uri încorporate
    • Instrumente și software
  • IoT
  • Conectivitate IoT
  • Raspberry PI și SBC

Articole actuale din „Embedded & IoT”

  • Electronică de putere
  • Gestionare a energiei
  • Sfaturi de putere
  • Protecția circuitului
  • Surse de alimentare
  • Baterii litiu-ion

Articole actuale din „Power-Design”

Articole curente din „FPGA & SoC”

  • Tehnologie de acționare electrică
  • Eficienta energetica
  • siguranță funcțională
  • Proiectarea plăcilor de circuit
  • Securitate
  • Note de proiectare
  • Webinarii
  • Hartie alba

Articole actuale din „subiecte de specialitate”

Articole actuale din „Măsurare și testare”

  • Electronice de consum
  • Industrie și automatizare
    • Procesarea imaginii
    • Industria 4.0
    • Rețele industriale
    • SPS și IPC
  • Electronică medicală
  • Casă inteligentă și clădire
  • Mobilitate inteligentă
  • Electromobilitate
  • Tele- și Datacom

Articole curente din „Industrii și aplicații”

Articole curente din „Producția de electronice”

  • China
  • Criza coroanei
  • Management și leadership
  • Ciclul porcului
  • Scena de pornire
  • Lege
  • Companii
  • Politică economică

Articole actuale din „Management și piețe”

Sfat practic: Criterii tehnice pentru selectarea unei surse de alimentare

Reglarea aplicației, frecvența de funcționare, reducerea valorii, toleranța la rețea și sarcină, modelul de sarcină, ondularea reziduală, EMI, aprobare și alte cerințe fac ca proiectarea sursei de energie să fie uneori dificilă.

Companii pe această temă

Figura 1: Condiții pentru selectarea unei surse de alimentare.

Alimentarea cu energie electrică este adesea fiul vitreg al dezvoltării unui sistem. Potrivit devizei: sursa de alimentare trebuie doar să reducă tensiunile în siguranță la un nivel (de obicei inferior). Complexitatea subiectului devine clară doar când dezvoltatorul oprește sursa de alimentare de laborator la locul de muncă și are grijă de sursa de alimentare de serie. Dar atunci este adesea prea târziu, provocând întârzieri și costuri evitabile. O unitate de alimentare cu energie electrică face parte dintr-un conglomerat de cerințe tehnice, comerciale și normative. Acest articol se va concentra în principal pe detaliile tehnice.

Care sunt cele mai frecvente condiții limită în timpul proiectării surselor de alimentare în modul comutat? Din punctul de vedere al dezvoltatorului, cei mai importanți parametri sunt tensiunea (puterile) de ieșire și puterea, tensiunea de intrare, aprobările și dimensiunea. Chiar și cu acești doar cinci parametri, este esențială o definiție mai precisă. Caracteristicile esențiale sunt prezentate în acest scop.

Tensiunea de alimentare și frecvența de funcționare: Tensiunea de alimentare a unei unități de alimentare este definită de valoarea nominală a tensiunii de intrare, de ex. 100 până la 240 VCA și zona de lucru. Acest lucru este de obicei afișat cu toleranțe de +/- 10%, rezultând un interval de tensiune de intrare de la 90 la 264 VAC. Același lucru se aplică frecvenței de funcționare cu 50 până la 60 Hz ca valoare nominală și, în mod analog, 47 până la 63 Hz ca interval de lucru.

Reducerea tensiunii de intrare: În funcție de unitatea de alimentare, de situația de răcire (activă sau fără ventilator), de temperatură și putere, puterea continuă trebuie redusă în intervalul inferior de tensiune de intrare. O astfel de reducere a tensiunii de intrare este prezentată în foaia de date și poate arăta ca cea prezentată în Figura 2, de exemplu.

Dacă se garantează că clienții operează dispozitivele numai în Europa, sursa de alimentare de mai sus ar putea fi încărcată cu aproape 100%. Cu toate acestea, dacă funcționarea la nivel mondial este presupusă și în SUA sau Japonia, unitatea de alimentare poate furniza doar 70% din puterea posibilă.

Puterea de ieșire: Cu parametrul puterea de ieșire, trebuie făcută o distincție între puterea continuă și cea de vârf (vârf). Specificația puterii de vârf este de interes atunci când aplicația necesită curenți mari de pornire, de exemplu de la motoare. Pe lângă valoarea pură a puterii de vârf, trebuie luate în considerare și durata și frecvența de repetare (ciclul de funcționare).

Puterea nominală și puterea maximă: Pentru sursele de alimentare cu tensiuni multiple, o putere nominală corespunzătoare este deseori definită pe ieșire. Puterea totală a ieșirilor rezultă de obicei în puterea nominală a sursei de alimentare. De obicei, fiecare ieșire poate fi, de asemenea, supusă permanent la sarcini mai mari. Această valoare, care este adesea definită ca ieșirea maximă, permite deplasarea ieșirii între ieșirile individuale, cu condiția ca ieșirea totală să se încadreze în specificațiile sursei de alimentare.

Toleranțe de tensiune: În funcție de aplicație, trebuie luate în considerare și toleranțele de tensiune la selectarea unității de alimentare. Acestea pot fi împărțite în următoarele grupuri:

Ripple rezidual: Parametrul de ripple rezidual rezultă în mare măsură din ceasul primar al regulatorului de comutare și din frecvența rețelei. În cazul în care ondulația reziduală (numită și ondulație) trebuie măsurată, se recomandă conectarea liniilor la sarcină cu un condensator electrolitic mic paralel cu un condensator din ceramică sau folie. În caz contrar, împrăștierea și cuplarea în sonda de testare de înaltă rezistență vor avea ca rezultat valori incorecte, care sunt cu mult peste valul rezidual real.

Temperatura ambiantă și temperatura de funcționare: Un punct foarte important, dar deseori neglijat al proiectării, este temperatura ambiantă/temperatura de funcționare și condițiile de răcire. În special pentru aplicații cu răcire prin convecție și temperaturi mai ridicate, acesta este probabil parametrul cu cea mai mare influență asupra selecției sursei de alimentare. În timp ce sursele de alimentare răcite activ sunt încă relativ ușor de parametrizat, trebuie respectate următoarele condiții în sistemele răcite prin convecție: temperatura ambiantă, poziția de instalare, puterea de ieșire și condițiile de răcire. Baza pentru aceasta este curba de declasare a temperaturii din fișa tehnică pentru unitatea de alimentare. Se bazează pe un factor care trebuie luat în considerare în%/K de la o anumită temperatură de pornire. La unii producători, valoarea este dată doar sub formă de text. Până în acest moment, temperatura de funcționare nu are nicio influență asupra puterii de ieșire a unității de alimentare. Valorile tipice de piață sunt -2,5%/K de la 40 ° C sau 50 ° C în sus.

În exemplul următor, o ieșire continuă de 45 W la 70 ° C trebuie garantată în funcționare fără ventilator. Există trei pachete diferite de alegere: pachet de 90 W cu -2,5%/K de la 50 ° C, pachet de 60 W cu -2,5%/K de la 50 ° C și pachet de 60 W MPE-S065 cu -0,75%/K de la 50 ° C. Acești factori de descreștere, care la prima vedere apar foarte asemănători în fișa tehnică, conduc la diferențe clare în practică. Puterea necesară de 45 W @ 70 ° C este atinsă doar cu unitatea de alimentare de 90 W, în timp ce unitatea de alimentare de 60 W poate fi încărcată doar cu 30 W la 70 ° C. Sursa de alimentare MPE-S065, deși nominal are doar 60 W puternic, poate fi încărcată permanent cu 51 W la 70 ° C și astfel are chiar rezerve de 45 W necesare.

Indiferent dacă descrește tensiunea de intrare sau temperatura, unitatea de alimentare nu reduce puterea în sine. Va funcționa chiar și în aceste condiții pentru un anumit timp, dar durata de viață va fi sever limitată. Dezvoltatorul responsabil ar trebui, prin urmare, să verifice dacă unitatea de alimentare selectată poate fi acționată în siguranță și în cele mai nefavorabile condiții.

Situație de instalare: Este evident că un pachet de alimentare răcit prin convecție, care este instalat și deasupra capului, trebuie să funcționeze în condiții de temperatură diferite de un pachet de alimentare cu componentele orientate în sus. În principiu, există trei opțiuni pentru determinarea influenței diferitelor poziții de instalare:

  • Opțiunea 1: Producătorul a specificat limite de temperatură pentru anumite componente.
  • Opțiunea 2: Producătorul oferă o simulare a aplicației, cu care simulează condițiile de operare ale clientului (cum ar fi temperatura, instalarea și modelul de încărcare). Prin intermediul măsurătorilor, el poate face afirmații precise cu privire la faptul dacă unitatea de alimentare ar trebui utilizată în aceste condiții.
  • Opțiunea 3: Producătorul a înregistrat deja diferite condiții de instalare în fișa sa tehnică.

Trebuie luată în considerare o poziție diferită de instalare, precum și un capac care împiedică convecția liberă. Acest lucru duce rapid la abateri de la 10% la 20% comparativ cu poziția normală de instalare. Mai ales în astfel de situații speciale de aplicare, cel mai sigur mod de a găsi unitatea de alimentare ideală este să reglați aplicația împreună cu producătorul.