Gyakorlati tanács Az áramellátás kiválasztásának technikai kritériumai

Aktuális cikkek a "címsorokból"

áramellátás

  • 5G és LPWAN
  • Autonóm rendszerek
  • Kvantum számítógép
  • RISC-V
  • Kutatás és tudomány
  • Oldalsó pillantások

A "Technology" aktuális cikkei

  • Digitális alkatrészek
    • Mikrovezérlők és processzorok
    • Egyéb digitális IC-k
    • Tárolás
  • Analóg technológia
    • Analóg tippek
    • A/D átalakító
    • RF és vezeték nélküli
    • Lineáris alkatrészek
    • Érzékelők
    • Óragyártás
  • Passzív alkatrészek
  • Elektromechanika
    • Tokok és szekrények
    • Kapcsolók és relék
    • Csatlakozási technológia
    • Hőkezelés
  • Ember-gép interfész
  • LED és optoelektronika

A "Hardverfejlesztés" aktuális cikkei

Aktuális cikkek az "AI & Intelligent Edge" -ből

  • Beágyazott rendszerek
    • Beágyazott táblák
    • Beágyazott számítógépek
    • Eszközök és szoftverek
  • IoT
  • IoT-kapcsolat
  • Málna PI és SBC

A "Beágyazott és IoT" aktuális cikkei

  • Teljesítményelektronika
  • Energiagazdálkodás
  • Teljesítménytippek
  • Áramkör védelem
  • Áramforrás
  • Lítium-ion akkumulátorok

A "Power-Design" aktuális cikkei

Az "FPGA & SoC" aktuális cikkei

  • Elektromos hajtástechnika
  • Energiahatékonyság
  • funkcionális biztonság
  • Áramköri tervezés
  • Biztonság
  • Tervezési megjegyzések
  • Webes szemináriumok
  • Fehér papír

Aktuális cikkek a "speciális témákról"

A "Mérés és tesztelés" aktuális cikkei

  • A fogyasztói elektronika
  • Ipar és automatizálás
    • Képfeldolgozás
    • Ipar 4.0
    • Ipari hálózatépítés
    • SPS és IPC
  • Orvosi elektronika
  • Intelligens otthon és épület
  • Intelligens mobilitás
  • Elektromobilitás
  • Tele- és Datacom

Aktuális cikkek az "Iparágak és alkalmazások" -ból

Aktuális cikkek az "Electronics Manufacturing" cikkből

  • Kína
  • Corona-válság
  • Vezetés és vezetés
  • Malac ciklus
  • Indítási jelenet
  • Törvény
  • Vállalatok
  • Gazdaságpolitika

A "Menedzsment és piacok" aktuális cikkei

Gyakorlati tanács: A tápegység kiválasztásának műszaki kritériumai

Az alkalmazás beállítása, az üzemi frekvencia, a csökkentés, a hálózat és a terhelés tűrése, a terhelés mintája, a maradék hullámosság, az EMI, a jóváhagyás és egyéb követelmények unalmasvá teszik az áramellátás tervezését.

Cégek a témában

1. ábra: A tápegység kiválasztásának feltételei.

Az áramellátás gyakran a mostoha gyermek a rendszerfejlesztésben. A mottó szerint: Az áramellátásnak csak a feszültséget kell biztonságosan (általában alacsonyabb szintre) csökkentenie. Csak akkor válik világossá a téma bonyolultsága, amikor a fejlesztő kikapcsolja a munkahelyi laboratóriumi áramellátást és gondoskodik a soros tápellátásról. De akkor gyakran késő, késéseket és elkerülhető költségeket okoz. A tápegység a műszaki, kereskedelmi és normatív követelmények konglomerátumának része. Ez a cikk elsősorban a technikai részletekre összpontosít.

Melyek a leggyakoribb peremfeltételek a kapcsolt üzemmódú tápegységek tervezése során? A fejlesztő szempontjából a legfontosabb paraméterek a kimeneti feszültség (ek) és a teljesítmény, a bemeneti feszültség, a jóváhagyások és a méret. A mindössze öt paraméter mellett is elengedhetetlen a pontosabb meghatározás. Ebből a célból felvázolják az alapvető jellemzőket.

Tápfeszültség és üzemi frekvencia: A tápegység tápfeszültségét a bemeneti feszültség névleges értéke, például 100–240 VAC, és a működési tartomány határozza meg. Ez általában +/- 10% -os tűrésekkel jelenik meg, ami 90–264 VAC bemeneti feszültségtartományt eredményez. Ugyanez vonatkozik az 50–60 Hz névleges értékű üzemi frekvenciára, és hasonlóan a 47–63 Hz üzemi tartományra.

Bemeneti feszültség csökkentése: A tápegységtől, a hűtési helyzettől (aktív vagy ventilátor nélküli), a hőmérséklettől és a teljesítménytől függően a folyamatos teljesítményt az alsó bemeneti feszültségtartományban kell csökkenteni. Az ilyen bemeneti feszültség-csökkentést az adatlap mutatja, és például a 2. ábrán láthatónak tűnhet.

Ha garantált, hogy a vásárlók csak Európában működtetik az eszközöket, akkor a fenti tápegység majdnem 100% -kal megterhelhető. Ha azonban az Egyesült Államokban vagy Japánban is feltételezik a világméretű működést, akkor az áramellátó egység csak a lehetséges energia 70% -át tudja biztosítani.

Kimeneti teljesítmény: A kimenő teljesítmény paraméterrel meg kell különböztetni a folyamatos és a csúcsteljesítményt (csúcs). A csúcsteljesítmény meghatározása akkor érdekes, ha az alkalmazáshoz nagy indítóáramra van szükség, például a motoroktól. A csúcsteljesítmény tiszta értékén kívül az időtartamot és az ismétlési gyakoriságot (munkaciklus) is figyelembe kell venni.

Névleges teljesítmény és maximális teljesítmény: Többfeszültségű tápegységek esetén kimenetenként gyakran meghatároznak egy megfelelő névleges teljesítményt. A kimenetek teljes teljesítménye ekkor általában a tápegység névleges teljesítményét eredményezi. Általában minden kimenetet tartósan nagyobb terhelésnek is ki lehet tenni. Ez az érték, amelyet gyakran maximális kimenetként határoznak meg, lehetővé teszi a kimenet eltolását az egyes kimenetek között, feltéve, hogy a teljes kimenet az áramellátás specifikációján belül van.

Feszültségtűrések: Az alkalmazástól függően a tápegység kiválasztásakor a feszültségtűréseket is figyelembe kell venni. Ezek a következő csoportokba oszthatók:

Maradék hullámosság: A maradék hullámosság paramétere nagyrészt a kapcsolószabályozó elsődleges időzítéséből és a hálózati frekvenciából adódik. Ha meg kell mérni a maradék hullámot (más néven hullámzást), akkor ajánlatos a vezetékeket a terheléshez egy kis elektrolit kondenzátorral csatlakoztatni, párhuzamosan egy kerámia vagy fólia kondenzátorral. Ellenkező esetben a nagy ellenállású tesztszonda szétszóródása és kapcsolása hibás értékeket eredményez, amelyek jelentősen meghaladják a valós maradék hullámot.

Környezeti hőmérséklet és üzemi hőmérséklet: A beépítés nagyon fontos, de gyakran elhanyagolt pontja a környezeti hőmérséklet/üzemi hőmérséklet és a hűtési körülmények. Különösen a konvekciós hűtésű és magasabb hőmérsékletű alkalmazásoknál valószínűleg ez a paraméter befolyásolja a legnagyobb mértékben az áramellátás kiválasztását. Míg az aktívan hűtött tápegységek még mindig viszonylag könnyen paraméterezhetők, a konvekcióval hűtött rendszerekben a következő feltételeket kell betartani: környezeti hőmérséklet, beépítési helyzet, kimeneti teljesítmény és hűtési feltételek. Ennek alapja a tápegység egység adatlapján levő hőmérsékleti görbe. Olyan tényezőn alapul, amelyet%/K-ban kell figyelembe venni egy bizonyos kezdő hőmérsékleten. Egyes gyártóknál az érték csak szöveges formában van megadva. Eddig a pontig az üzemi hőmérséklet nem befolyásolja a tápegység teljesítményét. A tipikus piaci érték -2,5%/K 40 ° C-tól vagy 50 ° C-tól felfelé.

A következő példában ventilátor nélküli üzemben garantálni kell a 45 W folyamatos teljesítményt 70 ° C-on. Három különböző tápegység közül lehet választani: 90 W-os tápegység -2,5%/K-val 50 ° C-tól, 60 W-os tápegység -2,5%/K-val 50 ° C-tól és 60 W-os tápegység MPE-S065 -0,75%/K 50 ° C-on. Ezek az első pillantásra nagyon hasonlónak tűnő levonási tényezők egyértelmű különbségekhez vezetnek a gyakorlatban. A szükséges 45 W @ 70 ° C teljesítményt éppen a 90 W-os tápegységgel érik el, míg a 60 W-os tápegységet csak 30 W-mal lehet 70 ° C-on megterhelni. Az MPE-S065 tápegység, bár névlegesen csak 60 W erős, tartósan 51 W-val terhelhető 70 ° C-on, és így rendelkezik a szükséges 45 W-os tartalékokkal.

Függetlenül attól, hogy csökkenti-e a bemeneti feszültséget vagy a hőmérsékletet, a tápegység nem csökkenti magát az áramot. Ez bizonyos körülmények között még ilyen körülmények között is működik, de az élettartam nagyon korlátozott lesz. A felelős fejlesztőnek ezért ellenőriznie kell, hogy a kiválasztott tápegység biztonságosan működtethető-e a legrosszabb esetekben is.

Telepítési helyzet: Nyilvánvaló, hogy a konvekcióval hűtött tápegységnek, amelyet szintén a feje fölé telepítenek, más hőmérsékleti körülmények között kell működnie, mint egy tápegységnek az alkatrészekkel felfelé. Alapvetően három lehetőség van a különböző telepítési pozíciók hatásának meghatározására:

  • 1. lehetőség: A gyártó meghatározott hőmérséklet-határértékeket ír elő bizonyos alkatrészekre.
  • 2. lehetőség: A gyártó olyan alkalmazásszimulációt kínál, amellyel szimulálja az ügyfél működési körülményeit (például a hőmérsékletet, a telepítést és a terhelési mintát). A mérések segítségével pontos kijelentéseket tehet arról, hogy a tápegységet ilyen körülmények között kell-e használni.
  • 3. lehetőség: A gyártó különféle telepítési feltételeket már rögzített az adatlapján.

Figyelembe kell venni egy másik telepítési helyzetet, valamint a szabad konvekciót akadályozó burkolatot. Ez gyorsan 10% és 20% közötti eltérést eredményez a normál telepítési helyzethez képest. Különösen ilyen speciális alkalmazási helyzetekben az ideális tápegység legbiztonságosabb módja az alkalmazás beállítása a gyártóval együtt.