電源適配器其實(shí)就是一個(gè)由變壓器和交流/直流轉(zhuǎn)換器以及相應(yīng)穩(wěn)壓電路所組成的綜合變電器,簡(jiǎn)單來說這個(gè)綜合變電器里面包含兩個(gè)主要部件變壓器和電流轉(zhuǎn)換器,而這兩個(gè)部件本身就存在著電能的消耗,它們附屬的穩(wěn)壓電路自然也不例外,因此電源本身又是一個(gè)耗電器.
輸入電源的能量并不能100%轉(zhuǎn)化為供主機(jī)內(nèi)各部件使用的有效能量,這就是今天我們談的轉(zhuǎn)換效率的問題.
轉(zhuǎn)換效率是電源適配器的重要指標(biāo),高效率意味電源適配器本身?yè)p耗就越小,就更加節(jié)約能源.電源適配器的轉(zhuǎn)換效率就是總輸出功率除以總輸入功率定義為效率:電源效率η=Po/Pi.公式中:Po為輸出功率,Pi為輸入功率.
而電源適配器的轉(zhuǎn)換效率和溫升關(guān)系在這里就不得不談,由于電源適配器內(nèi)部要損耗相應(yīng)的功率,電源適配器的轉(zhuǎn)換效率不可能是100%,電源適配器消耗的功率以發(fā)熱的形式表現(xiàn)出來,電源適配器本身發(fā)熱的高低主耍取決于電源適配器的轉(zhuǎn)換效率與電源適配器的體積.在一定散熱條件下,電源適配器存在一定的溫升,即殼溫與環(huán)境溫度的差異.電源適配器外殼散熱表而積的大小直接影響溫升,對(duì)溫升的粗略估計(jì)可以使用這樣的公式:溫升=熱阻系數(shù)×校塊功耗.對(duì)于溫度較高的地方,電源適配器需降額使用,以減小電源適配器的功耗,從而減小溫升,保證電源適配器的元器件溫度不超過極限值.除了滿足電子電器工作要求,電源適配器輸出功率一定時(shí),電源適配器工作溫升對(duì)它的平均無故障時(shí)間MTBF影響很大,高效率,低溫升使產(chǎn)品壽命長(zhǎng),體積,質(zhì)量更小.談到體積下面我們就需要來談?wù)劰β拭芏?
絕大多數(shù)電源適配器生產(chǎn)商都以產(chǎn)品的功率密度作為標(biāo)準(zhǔn),衡量產(chǎn)品的有效性.功率密度通常由瓦/立方英寸:W/in3來表示,如果不能在規(guī)定的最大的環(huán)境溫度范圍內(nèi)使用電源適配器,就可能達(dá)不到參數(shù)屮的最大輸出功率.電源適配器可用的平均輸出功率就是可用功率密度.
可用功率密度取決于下列因素.
■A.要求的輸出功率.要求的輸出功率是應(yīng)用需要的最大平均功率.
■B.熱阻抗.熱阻抗的定義是功率消耗產(chǎn)生的溫升,通常用℃/W度量.
■C.外殼最高工作溫度.所有功率器件都規(guī)定了外殼最高工作溫度,該溫度是指功率器件內(nèi)部的元件工作時(shí)所能承受的最高溫度.為保持功率器件的可靠性,應(yīng)工作在最高溫度以下.
■D.工作環(huán)境溫度.它是指在功率器件工作時(shí)最差的環(huán)境溫度.功率器件在工作時(shí)若發(fā)熱量太大,且又來不及向周圍媒質(zhì)消散,功率器件就會(huì)因超過其正常工作的保證溫度而失效.因此,選配合適的散熱器是元器件可靠工作的重要條件之一.
而在功率器件的熱設(shè)計(jì)中所需的主要參數(shù)有以下幾個(gè).
■1.功率器件的工作結(jié)溫Tj：即器件允許的最高工作溫度極限.本參數(shù)由制造廠提供,或由產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制給出要求.
■2.功率器件的損耗功率Pz：器件在工作時(shí)自身產(chǎn)生的平均穩(wěn)態(tài)功率消耗,定義為平均有效值輸出電流與平均有效值電壓降的乘積.
■3.功率器件的耗散功率Q：指特定散熱結(jié)構(gòu)的散熱能力.
■4.功率器件的熱阻R：指熱量在媒質(zhì)之間傳遞時(shí),單位功耗所產(chǎn)生的溫升.
家用電器所使用的電源適配器的效率現(xiàn)在越來越關(guān)注,如果變換器效率低,那么就代表更耗電.電源適配器效率的測(cè)試應(yīng)在額定輸入電壓、滿載條件下測(cè)得,不少電源適配器常常工作在半載以下,所以我們測(cè)試的時(shí)候也會(huì)測(cè)試輕載效率,電源適配器設(shè)計(jì)者載選擇拓?fù)鋾r(shí)應(yīng)當(dāng)特
別注意.
效率是和功率有關(guān)的,這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó)能源之星的標(biāo)準(zhǔn),也是目前開關(guān)電源管理的一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).只要是要想出口到歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的電源適配器都需要達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn).
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