蓝冠注册《Q374919》 成功的电源应用程序需要在开发周期的适当时间考虑系统级别。本系列文章的这一部分讨论了电源效率的重要性。
在本系列的最后一期“指定电子电源的系统视角”中,蓝冠官网 我们讨论了电源特性对电源规范的影响。在这一部分中,我们将了解效率对于系统的重要性,以及如何指定它。
什么是供电效率?
图1显示了从一个电源,通过电源,蓝冠注册 然后到负载的典型功率流。电源并不理想,所以并不是所有的电源输入功率都作为有用的功率转移到负载。输入功率的一部分以热量的形式耗散到电源环境中——用电源周围的红色椭圆表示。
因此,电源效率是衡量有多少输入功率作为有用的和需要的功率转移到负载上,而不是以电源中的热量的形式散失。效率可以用百分数表示,也可以用小数表示。用百分比表示,100%是完美的效率,根据电源的类型和应用,典型的电源效率在35%到92%之间。如果用小数表示,1表示完美效率,典型的效率范围在0.35到0.92之间。
功率流总结公式如下:
效率的重要性
效率的重要性主要体现在三个方面:1)节能,2)包装尺寸,3)温升。
节能
节能是一个重要的考虑因素:
以储能(如电池或超级电容)为来源的系统,
能源获取的应用程序。
绿色应用程序。
对于储能系统,蓝冠招商 供电效率对电池寿命或超级电容放电时间有很大的影响。一个完美的例子就是笔记本电脑在使用电池的情况下能够运行多长时间。高效的电源将使电池放电时间最大化。
能量收集是电力电子技术的一项较新的应用,即从环境中“捕获”能量并转换成有用的能量。由于目前的技术,从环境中获取能源的比率相对较低,因此在将尽可能多的能源转化为有用的电能方面,电力供应效率起着重要作用。
绿色应用是将我们的文化转变为负责任的能源使用者的长远愿景。能源高效转化是绿色设计的重要内容。一个例子是努力从低效的白炽灯转换到高效的荧光灯,这需要有效的电力供应。
包装尺寸和温升
对于不熟悉电力电子的工程师来说,效率的一个不太明显的影响是电源包的尺寸和/或电源温升。在当今的设计世界中,电源通常被认为是产品在设计中主要功能的必要补充。但是,由于电源不是主要功能,它在设计过程中往往处于次要地位。一个自然的结果是,电源必须是不引人注目的小尺寸。
然而,效率是决定电源尺寸的主要因素之一。其原因是,电源的效率越低,产生的废热就越多。对于给定的包装表面积,包装温度随着余热的增加而增加。封装温度直接影响可靠性和使用寿命。(一个关于可靠性和寿命与温度的经验法则是,温度每升高10摄氏度,可靠性和寿命就会降低两倍。)换句话说,对于一个给定的封装温度,导致给定的可靠性和寿命,更大的废热需要更大的封装表面积或更复杂和更昂贵的废热清除方法。
举个例子,对于给定的输入功率,一个80%效率的电源需要两倍的表面积来保持包在给定的温度下比90%效率的电源。当用小数表示时,所需表面积与效率的补数(1-效率)成正比。