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电源适配器的转换效率

作者:电源适配器              2019年10月11日          网站:www.itxpower.net


    电源适配器其实就是一个由变压器和交流/直流转换器以及相应稳压电路所组成的综合变电器,简单来说这个综合变电器里面包含两个主要部件变压器和电流转换器,而这两个部件本身就存在着电能的消耗,它们附属的稳压电路自然也不例外,因此电源本身又是一个耗电器.

 

电源适配器

 

   输入电源的能量并不能100%转化为供主机内各部件使用的有效能量,这就是今天我们谈的转换效率的问题.

 

    转换效率是电源适配器的重要指标,高效率意味电源适配器本身损耗就越小,就更加节约能源.电源适配器的转换效率就是总输出功率除以总输入功率定义为效率:电源效率η=Po/Pi.公式中:Po为输出功率,Pi为输入功率.


    而电源适配器的转换效率和温升关系在这里就不得不谈,由于电源适配器内部要损耗相应的功率,电源适配器的转换效率不可能是100%,电源适配器消耗的功率以发热的形式表现出来,电源适配器本身发热的高低主耍取决于电源适配器的转换效率与电源适配器的体积.在一定散热条件下,电源适配器存在一定的温升,即壳温与环境温度的差异.电源适配器外壳散热表而积的大小直接影响温升,对温升的粗略估计可以使用这样的公式:温升=热阻系数×校块功耗.对于温度较高的地方,电源适配器需降额使用,以减小电源适配器的功耗,从而减小温升,保证电源适配器的元器件温度不超过极限值.除了满足电子电器工作要求,电源适配器输出功率一定时,电源适配器工作温升对它的平均无故障时间MTBF影响很大,高效率,低温升使产品寿命长,体积,质量更小.谈到体积下面我们就需要来谈谈功率密度.


    绝大多数电源适配器生产商都以产品的功率密度作为标准,衡量产品的有效性.功率密度通常由瓦/立方英寸:W/in3来表示,如果不能在规定的最大的环境温度范围内使用电源适配器,就可能达不到参数屮的最大输出功率.电源适配器可用的平均输出功率就是可用功率密度.

 

可用功率密度取决于下列因素.

A.要求的输出功率.要求的输出功率是应用需要的最大平均功率.

B.热阻抗.热阻抗的定义是功率消耗产生的温升,通常用℃/W度量.

C.外壳最高工作温度.所有功率器件都规定了外壳最高工作温度,该温度是指功率器件内部的元件工作时所能承受的最高温度.为保持功率器件的可靠性,应工作在最高温度以下.

D.工作环境温度.它是指在功率器件工作时最差的环境温度.功率器件在工作时若发热量太大,且又来不及向周围媒质消散,功率器件就会因超过其正常工作的保证温度而失效.因此,选配合适的散热器是元器件可靠工作的重要条件之一.

 

而在功率器件的热设计中所需的主要参数有以下几个.

1.功率器件的工作结温Tj:即器件允许的最高工作温度极限.本参数由制造厂提供,或由产品标准强制给出要求.
2.功率器件的损耗功率Pz:器件在工作时自身产生的平均稳态功率消耗,定义为平均有效值输出电流与平均有效值电压降的乘积.

3.功率器件的耗散功率Q:指特定散热结构的散热能力.

4.功率器件的热阻R:指热量在媒质之间传递时,单位功耗所产生的温升.


    家用电器所使用的电源适配器的效率现在越来越关注,如果变换器效率低,那么就代表更耗电.电源适配器效率的测试应在额定输入电压、满载条件下测得,不少电源适配器常常工作在半载以下,所以我们测试的时候也会测试轻载效率,电源适配器设计者载选择拓扑时应当特 别注意.


    效率是和功率有关的,这个标准是美国能源之星的标准,也是目前开关电源管理的一个行业标准.只要是要想出口到欧美发达国家的电源适配器都需要达到这个标准.


 

 

 


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