電源適配器其實就是一個由變壓器和交流/直流轉換器以及相應穩壓電路所組成的綜合變電器,簡單來說這個綜合變電器里面包含兩個主要部件變壓器和電流轉換器,而這兩個部件本身就存在著電能的消耗,它們附屬的穩壓電路自然也不例外,因此電源本身又是一個耗電器.
輸入電源的能量并不能100%轉化為供主機內各部件使用的有效能量,這就是今天我們談的轉換效率的問題.
轉換效率是電源適配器的重要指標,高效率意味電源適配器本身損耗就越小,就更加節約能源.電源適配器的轉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.
而電源適配器的轉換效率和溫升關系在這里就不得不談,由于電源適配器內部要損耗相應的功率,電源適配器的轉換效率不可能是100%,電源適配器消耗的功率以發熱的形式表現出來,電源適配器本身發熱的高低主耍取決于電源適配器的轉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,對溫升的粗略估計可以使用這樣的公式:溫升=熱阻系數×校塊功耗.對于溫度較高的地方,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,電源適配器工作溫升對它的平均無故障時間MTBF影響很大,高效率,低溫升使產品壽命長,體積,質量更小.談到體積下面我們就需要來談談功率密度.
絕大多數電源適配器生產商都以產品的功率密度作為標準,衡量產品的有效性.功率密度通常由瓦/立方英寸:W/in3來表示,如果不能在規定的最大的環境溫度范圍內使用電源適配器,就可能達不到參數屮的最大輸出功率.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.所有功率器件都規定了外殼最高工作溫度,該溫度是指功率器件內部的元件工作時所能承受的最高溫度.為保持功率器件的可靠性,應工作在最高溫度以下.
■D.工作環境溫度.它是指在功率器件工作時最差的環境溫度.功率器件在工作時若發熱量太大,且又來不及向周圍媒質消散,功率器件就會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計中所需的主要參數有以下幾個.
■1.功率器件的工作結溫Tj：即器件允許的最高工作溫度極限.本參數由制造廠提供,或由產品標準強制給出要求.
■2.功率器件的損耗功率Pz：器件在工作時自身產生的平均穩態功率消耗,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：指特定散熱結構的散熱能力.
■4.功率器件的熱阻R：指熱量在媒質之間傳遞時,單位功耗所產生的溫升.
家用電器所使用的電源適配器的效率現在越來越關注,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試應在額定輸入電壓、滿載條件下測得,不少電源適配器常常工作在半載以下,所以我們測試的時候也會測試輕載效率,電源適配器設計者載選擇拓撲時應當特
別注意.
效率是和功率有關的,這個標準是美國能源之星的標準,也是目前開關電源管理的一個行業標準.只要是要想出口到歐美發達國家的電源適配器都需要達到這個標準.
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