Kecekapan Penukaran Penyesuai Kuasa

Penyesuai kuasa pada asasnya ialah pengubah bersepadu yang terdiri daripada pengubah, penukar AC/DC dan litar penstabil voltan yang sepadan. Secara ringkas, unit bersepadu ini mengandungi dua komponen utama: pengubah dan penukar semasa. Kedua-dua komponen ini sememangnya menggunakan tenaga elektrik, dan litar penstabil gabungannya tidak terkecuali. Oleh itu, penyesuai kuasa itu sendiri juga merupakan-peranti yang menggunakan tenaga.

Input tenaga ke dalam bekalan kuasa tidak boleh 100% ditukar kepada tenaga yang boleh digunakan untuk pelbagai komponen dalam peranti hos. Ini ialah isu kecekapan penukaran yang kita bincangkan hari ini.

Kecekapan penukaran ialah penunjuk kritikal untuk penyesuai kuasa. Kecekapan tinggi bermakna penyesuai itu sendiri mengalami kerugian yang lebih kecil, yang membawa kepada penjimatan tenaga yang lebih besar. Kecekapan penukaran penyesuai kuasa ditakrifkan sebagai jumlah kuasa output dibahagikan dengan jumlah kuasa input: Kecekapan Kuasa η=Po / Pi. Dalam formula ini, Po mewakili kuasa output, dan Pi mewakili kuasa input.

Hubungan antara kecekapan penukaran penyesuai kuasa dan kenaikan suhunya mesti ditangani. Oleh kerana penyesuai secara dalaman kehilangan sejumlah kuasa, kecekapan penukarannya tidak boleh 100%. Kuasa yang digunakan oleh penyesuai menjelma sebagai haba. Tahap haba yang dijana bergantung terutamanya pada kecekapan penukaran penyesuai dan saiz fizikalnya. Di bawah keadaan pelesapan haba tertentu, penyesuai akan mempunyai kenaikan suhu tertentu-perbezaan antara suhu bekas dan suhu ambien. Luas permukaan bekas penyesuai secara langsung mempengaruhi kenaikan suhu ini. Anggaran kasar boleh dibuat menggunakan formula ini: Kenaikan Suhu=Pekali Rintangan Terma × Penggunaan Kuasa Blok. Dalam{10}persekitaran suhu tinggi, penyesuai mesti dikurangkan untuk mengurangkan penggunaan kuasanya, dengan itu menurunkan kenaikan suhu dan memastikan komponen dalaman tidak melebihi had suhu maksimumnya. Di luar memenuhi keperluan operasi peranti elektronik, kenaikan suhu operasi memberi kesan ketara kepada Masa Min Antara Kegagalan (MTBF) penyesuai apabila kuasa output malar. Kecekapan tinggi dan kenaikan suhu rendah menghasilkan hayat produk yang lebih lama, saiz yang lebih kecil dan berat yang berkurangan. Perbincangan saiz ini secara semula jadi membawa kita kepada topik ketumpatan kuasa.

Sebilangan besar pengeluar penyesuai kuasa menggunakan ketumpatan kuasa sebagai standard untuk mengukur keberkesanan produk. Ketumpatan kuasa biasanya dinyatakan dalam watt per inci padu (W/in³). Jika penyesuai tidak boleh digunakan dalam julat suhu persekitaran maksimum yang ditentukan, ia mungkin tidak mencapai kuasa output maksimum yang dinyatakan. Purata kuasa keluaran yang ada ialah ketumpatan kuasa yang boleh digunakan.

Ketumpatan kuasa yang boleh digunakan bergantung kepada faktor berikut:
■ A. Kuasa Keluaran yang Diperlukan.Ini ialah kuasa purata maksimum yang diperlukan oleh aplikasi.
■ B. Impedans Terma.Ditakrifkan sebagai kenaikan suhu yang disebabkan oleh pelesapan kuasa, biasanya diukur dalam darjah /W.
■ C. Suhu Operasi Kes Maksimum.Semua komponen kuasa mempunyai suhu operasi kes maksimum yang ditentukan. Ini merujuk kepada suhu tertinggi yang boleh ditahan oleh unsur dalaman komponen semasa operasi. Untuk mengekalkan kebolehpercayaan, operasi mesti kekal di bawah suhu ini.
■ D. Suhu Ambien Kendalian.Ini merujuk kepada suhu persekitaran-terburuk semasa operasi komponen. Jika komponen kuasa menghasilkan terlalu banyak haba dan tidak dapat menghilangkannya dengan cukup cepat ke medium sekeliling, ia mungkin gagal kerana melebihi suhu operasi yang dijamin. Oleh itu, memilih sink haba yang sesuai adalah salah satu syarat penting untuk operasi komponen yang boleh dipercayai.

Parameter utama yang diperlukan untuk reka bentuk terma komponen kuasa adalah seperti berikut:
■ 1. Suhu Persimpangan Operasi Komponen:Had suhu operasi maksimum yang dibenarkan untuk peranti, yang disediakan oleh pengilang atau dimandatkan oleh standard produk.
■ 2. Pelesapan Kuasa Komponen:Purata kuasa keadaan mantap-yang digunakan oleh peranti semasa operasi, ditakrifkan sebagai hasil keluaran purata arus keluaran RMS dan penurunan voltan purata RMS.

■ 3. Pelesapan kuasa peranti kuasa:merujuk kepada kapasiti pelesapan haba bagi struktur pelesapan haba tertentu.

■ 4. Rintangan Terma (R):Kenaikan suhu setiap unit pelesapan kuasa sebagai pemindahan haba antara media.