Като единствен доставчик на релсово захранване, бях свидетел от първа ръка на критичната роля, която играят тези захранвания в различни електронни системи. Един от най-значимите аспекти, които често остават под внимание, но оказват дълбоко влияние върху производителността на системата, е връзката между едно захранване на релса и общата температура на системата.
Разбиране на захранването с една релса
Преди да се задълбочим във влиянието върху температурата на системата, нека накратко разберем какво представляват захранванията с единична релса. Захранването с една шина осигурява едно ниво на изходно напрежение. Например, може да бъде 5V, 12V или 24V захранване. Те се използват широко в много електронни устройства поради тяхната простота и рентабилност. Ние предлагаме гама от захранващи устройства с една релса, включителноПлатка за захранване на LED драйвер,AC - DC импулсно захранване, и12V3A Гола платка.
Генериране на топлина в захранващи устройства с една релса
Всички захранващи устройства генерират топлина като страничен продукт от тяхната работа. При еднорелсовите захранвания топлината се произвежда главно поради вътрешни загуби на мощност. Тези загуби възникват в компоненти като трансформатори, токоизправители и регулатори на напрежение.
Загуби на трансформатор
Трансформаторите са основни компоненти в захранващите устройства. Те се използват за увеличаване или намаляване на входното напрежение до желаното изходно напрежение. Трансформаторите обаче не са 100% ефективни. Загубите от вихрови токове и загубите от хистерезис в ядрото на трансформатора водят до генериране на топлина. Вихрови токове се индуцират в материала на сърцевината и енергията се разсейва като топлина поради съпротивлението на сърцевината. Загубите от хистерезис възникват, защото магнитните домейни в материала на сърцевината трябва да бъдат пренастроени с всеки цикъл на променливия ток.
Загуби на токоизправителя
Токоизправителите се използват за преобразуване на променлив ток (AC) в постоянен ток (DC). По време на този процес на преобразуване има спадове на напрежението в токоизправителните диоди. Тези спадове на напрежението водят до разсейване на мощността под формата на топлина. Например, в типичен силициев диод има спад на напрежението от около 0,7 V. Когато значително количество ток протича през диода, мощността, разсейвана като топлина (P = VI), може да бъде значителна.
Загуби на регулатор на напрежение
Регулаторите на напрежението са отговорни за поддържането на стабилно изходно напрежение. Те работят, като разсейват излишната мощност като топлина. Например, ако входното напрежение към линеен регулатор на напрежение е много по-високо от желаното изходно напрежение, регулаторът ще трябва да разсее разликата в мощността. Това разсейване на мощността води до повишаване на температурата на регулатора на напрежението и съответно на общото захранване.
Въздействие върху общата температура на системата
Топлината, генерирана от захранването с една релса, може да окаже значително влияние върху общата температура на системата.
Деградация на компонента
Високите температури могат да доведат до по-бързо разграждане на компонентите в системата. Например, продължителността на живота на електролитните кондензатори е силно зависима от температурата. С повишаването на температурата електролитът в кондензатора се изпарява с по-бърза скорост, намалявайки неговия капацитет и увеличавайки неговото еквивалентно серийно съпротивление (ESR). Това може да доведе до нестабилност в изхода на захранването и в крайна сметка до повреда на системата.
Полупроводникови устройства като транзистори и интегрални схеми също страдат от влошаване на производителността при високи температури. Подвижността на носителите на заряд в полупроводниците намалява с повишаване на температурата, което може да доведе до по-бавни скорости на превключване и по-висока консумация на енергия.
Thermal Runaway
В някои случаи повишаването на температурата може да доведе до явление, известно като термично бягане. Ако компонент в захранването или системата генерира повече топлина с повишаване на температурата и тази топлина не се разсейва ефективно, температурата ще продължи да се повишава. Това може да предизвика верижна реакция, при която други компоненти също започват да генерират повече топлина, което води до бързо повишаване на общата температура на системата. Топлинното бягство може да причини катастрофална повреда на системата.
Изисквания за охлаждане
За да се поддържа системата в безопасен работен температурен диапазон, може да са необходими допълнителни мерки за охлаждане. Това може да включва използването на радиатори, вентилатори или системи за течно охлаждане. Тези решения за охлаждане обаче увеличават цената, размера и сложността на системата. Например, може да е необходим голям радиатор за разсейване на топлината, генерирана от високомощно еднорелсово захранване. Това не само заема повече място в системата, но и увеличава теглото.
Намаляване на въздействието върху температурата на системата
Като доставчик, ние разбираме значението на минимизирането на въздействието на захранването с единична шина върху температурата на системата.
Високоефективен дизайн
Ние се фокусираме върху проектирането на еднорелсови захранвания с висока ефективност. Чрез намаляване на вътрешните загуби на енергия можем да минимизираме количеството генерирана топлина. Например, използването на висококачествени трансформатори с ниски загуби в сърцевината и усъвършенствани токоизправителни технологии може значително да подобри ефективността на захранването. НашитеAC - DC импулсно захранванее проектиран с високоефективни компоненти за намаляване на генерирането на топлина.
Топлинно управление
Правилното термично управление е от решаващо значение. Ние включваме радиатори и термични отвори в нашите проекти за захранване, за да подобрим разсейването на топлината. Радиаторите увеличават наличната повърхност за пренос на топлина, позволявайки топлината да се разсейва по-ефективно в околната среда. Термичните отвори се използват за пренос на топлина от разсейващите енергия компоненти на печатната платка (PCB) към другата страна на платката, където тя може да се разсейва по-лесно.
Система - Съображения за проектиране на ниво
Когато интегрирате захранване с една релса в система, правилното проектиране на ниво система е от съществено значение. Това включва осигуряване на подходяща вентилация в корпуса на системата, поставяне на захранването на място, където може ефективно да разсейва топлината, и избягване на поставянето на чувствителни към топлина компоненти близо до захранването.
Заключение
В заключение, захранването с една шина може да окаже значително влияние върху общата температура на системата. Топлината, генерирана от захранването поради вътрешни загуби, може да доведе до разграждане на компонентите, термично изтичане и повишени изисквания за охлаждане. Въпреки това, чрез използване на високоефективни проекти, правилно управление на топлината и внимателен дизайн на системно ниво, ние можем да минимизираме тези въздействия.
Като единствен доставчик на релсово захранване, ние се ангажираме да предоставяме висококачествени захранвания, които не само отговарят на вашите изисквания за захранване, но също така ви помагат да управлявате ефективно системната температура. Ако се интересувате от нашите продукти или имате някакви въпроси относно еднорелсовите захранвания и тяхното влияние върху температурата на системата, ви каним да се свържете с нас за доставка и допълнителни дискусии.
Референции
- „Силова електроника: преобразуватели, приложения и дизайн“ от Нед Мохан, Торе М. Унделанд и Уилям П. Робинс.
- "Термично управление на електронни системи" от Аврам Бар - Коен и Али Борка - Тасич.
- „Физика на полупроводниковите устройства“ от Доналд А. Ниймен.
