Напојувања со подобрена врвна изведба CUI Inc.

21 април 2020 година од Арон Јарнел - Време на читање: 8 минути

врвна

Еден од општите параметри за карактеризација на електронските напојувања е максималната моќност што можат да ја испорачаат на товар. Повеќето дизајнери избираат напојување така што номиналното оптоварување е во опсег од 60% до 80% од максималната моќност на напојувањето. Ова исто така може да се сфати како максимален капацитет на напојувањето, што е од 25% до 67% над номиналното оптоварување. При донесувањето на оваа одлука за дизајн, инженерот дозволува системот да работи под услови на врвно оптоварување што се во рамките на наведениот опсег на напојување. Сепак, постојат некои класи товари на напојување кои не одговараат на овој оперативен модел:

  • Периодично оптоварувања на високо ниво кои инаку работат на екстремно ниски нивоа на моќност.
  • Оптоварувања со големи побарувања за почетна моќност кои потоа се прилагодуваат на пониските нивоа на работна моќност.

Дизајнерите често ги прашуваат своите добавувачи: „Дали има на располагање напојувања со голема врвна моќност што можат да се справат со големи минливи товари?“ Напојувањата за напојување CUI со Power Boost го исполнуваат ова барање. Овие производи имаат слични спецификации на излезна моќност како и традиционалните напојувања, но можат дополнително да поддржат врвно ниво на моќност што е двојно од максималното номинално ниво (за времетраење до десет секунди и со максимален работен циклус од 10%). Ова им овозможува на клиентите да изберат напојување засновано на номинално ниво на енергија, наместо на максимална побарувачка на енергија.

Со овој избор, дизајнерот може да користи напојување со помал максимален рејтинг и потенцијално да ги намали трошоците на системот. Во овој пост на блогот ќе разговараме за напојувања на постојан напон и затоа концептот дека излезната струја може да се користи наизменично со излезната моќност (излезната струја е пропорционална на излезната моќност).

Сл. 1: Дијаграм на кривата со врвно оптоварување на 200% од номиналното оптоварување и факторот на гребенот од 3,2 (200%/62%)

Тековно ограничување во конвенционалните дизајни на напојување

Повеќето напојувања се опремени со функција за откривање и заштита на прекумерна струја. Внатрешното коло за откривање на прекумерна струја реагира во рок од милисекунди за да го заштити напојувањето од оштетување во случај на прекумерни струи на оптоварување. Иако напојувањето може да не ги исполнува спецификациите за работа на листот со податоци ако струјата на оптоварување е поголема од наведената максимална работна струја, напојувањето сепак мора да биде дизајнирано така што работата за време на настан од прекумерна струја да не го оштети напојувањето. Ако границата на прекумерна струја е близу до максималната работна струја, напојувањето не може да продолжи да работи со многу поголема излезна струја (и внатрешна дисипација на електрична енергија) пред да се активира заштитата од прекумерна струја. Како по правило, прагот на заштита од прекумерна струја е поставен што е можно поблизу до максималната номинална излезна струја (често 110% од максималната излезна струја) со цел да се овозможи исплатливо снабдување.

Концептот на напојување за работа со номинална излезна струја од околу 62% од максималната специфицирана струја на оптоварување и поставување на прагот на заштита од прекумерна струја на 110% од максималната специфицирана струја на оптоварување е добро прилагоден за оптоварувања каде што односот на врвното оптоварување со просечното оптоварување (гребен фактор) е околу 1,8 или помалку (110%/62%). За оптоварувања со фактор на гребет поголем од 1,8 (поголеми врвни оптоварувања), цената на напојувањето во однос на просечната потрошена моќност може да биде неприфатлива бидејќи напојувањето работи со номинално оптоварување што е значително под максималното номинално оптоварување. Во системи со оптоварувања со фактори на гребен поголем од 1,8, поволно е од причини на цена и големина да се користи единица за напојување со висока толеранција на прекумерна струја.

Примери на оптоварувања со висок фактор на сртот

Постојат многу видови на товари на напојување кои трошат голема количина на енергија за краток временски период, а потоа одат во режим на помала моќност, така што факторот на гребење може да биде 3: 1 или повеќе. Некои примери на производи и апликации со такви својства вклучуваат:

  • Термички печатач со елементи за греење кои првично се надминуваат со цел брзо да се достигне точната работна температура.
  • Електрични мотори при стартување кога сегашната потрошувачка е голема како резултат на недостаток на повратен ЕМП.
  • Кондензатори со големи филтри, кои повлекуваат голема струја при првото полнење.
  • Тест модули, кој може да изврши периодичен и краткорочен тест со голема потрошувачка на енергија за време на тест-настанот и да има мала потрошувачка на енергија помеѓу тест-настаните.

Сл. 2: Примери на апликации со висок фактор на гребенот

Компоненти за напојување кои се од клучно значење за обезбедување напојувања со висок грб

Постојат неколку области на напојувањето што треба да се решат за да се создаде ефтин дизајн кој поддржува оптоварувања со фактори на сртот со голема моќност. За повеќето напојувања со наизменична струја/напојување, влезната струја тече прво низ осигурувач и ЕМИ филтер, а потоа преку исправувач на мост. Таму, влезната струја наплаќа резервен кондензатор (Слика 3). Бекапниот кондензатор осигурува дека исправениот напон што го напојува остатокот од напојувањето се одржува над минималното ниво за правилно функционирање на кола за напојување. Овој кондензатор мора да биде доволно голем за да ја поддржи максималната наведена струја на оптоварување при минималниот назначен влезен напон. Во случај на напојување со напојување CUI, врските на резервниот кондензатор се достапни за корисникот, така што може да се додаде дополнителен резервен капацитет ако тоа е потребно за апликацијата.

Сл. 3: Фаза на влез во напојување со резервен кондензатор

Втора компонента во напојувањето со наизменична струја/еднонасочна струја со специфични барања за апликација за зајакнување на напојувањето е изолациониот трансформатор или поврзаниот индуктор (Слика 4). Овој магнетски елемент мора да биде дизајниран така што не е заситен при испорака на врвната струја на оптоварување. Од дополнително значење е дека капацитетот за дисипација на топлина на овој елемент мора да биде доволно голем за да се справи со големите побарувања за врвниот товар.

Сл. 4: Изолациски трансформатор или споен индуктор

Примарниот страничен прекинувач е трет елемент на напојувањето за напојување кој мора да биде избран со одредени карактеристики за да може правилно да функционира за време на големите врвови на оптоварување (слика 5). Во случај на прекинувач, главната грижа е дисипација на моќноста за време на одржливата врвна струја на оптоварување. Едно можно решение за решавање на овој проблем е да додадете топлинска маса во прекинувачот за да ја апсорбира прекумерната топлина што се создава за време на периодот на врвно оптоварување. Топлинската маса може да се спроведе или како внатрешна карактеристика на куќиштето или како надворешен ладилник прикачен на куќиштето на прекинувачот.

Сл. 5: Примарен страничен прекинувач

Заклучок

Додека повеќето оптоварувања на електронско напојување имаат врвни побарувања за напојување кои се релативно блиски до номиналните нивоа на моќност, постојат многу апликации за кои е потребно врвно ниво на моќност што е значително поголемо од номиналното ниво на моќност. За апликации кои имаат големи, краткотрајни врвни оптоварувања и циклуси со мала должност, моделите Power Boost на CUI се одлично решение. Оваа класа на напојувања ја обезбедува максималната моќност што ви треба во помало, полесно и поевтино решение од традиционалното напојување.