指定電源時(shí)必須考慮什么？

在我們之前關(guān)于指定電源的博客中，我們重點(diǎn)介紹了第 2 部分中的輸出端和第 1 部分中的輸入要求。但是，這些都是電氣規(guī)格。在涵蓋要求的最后一部分中，我們將介紹您可能需要考慮的其他一些方面。
許多是環(huán)保的，但有些對(duì)可制造性很重要，例如焊接配置文件。讓我們深入了解細(xì)節(jié)！

電源規(guī)格還包括哪些內(nèi)容？

在指定超出電氣要求的電源時(shí)，您需要注意一系列其他方面。例如，電源不是100%高效，轉(zhuǎn)換過程中損失的能量以熱量的形式消散。在許多環(huán)境中，這可能不是問題。但是，如果設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境溫度非常高，則可能是。您還需要考慮濕度、海拔和大氣壓力。在下一節(jié)中，我們將提供有關(guān)這些參數(shù)何時(shí)變得重要以及如何定義它們的一些背景知識(shí)。

溫度范圍

圍繞溫度，通常有兩個(gè)或三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)需要考慮。最容易定義的是存儲(chǔ)溫度，它提供了不使用時(shí)存儲(chǔ)電源的環(huán)境溫度的上限和下限。

二是工作溫度。同樣，規(guī)定了環(huán)境溫度的上限和下限。在這里，必須了解“環(huán)境”是相對(duì)于電源設(shè)備定義的。這意味著，如果設(shè)備內(nèi)置在機(jī)柜或外殼中，則必須考慮內(nèi)部溫度。如果外殼中的其他組件（例如電機(jī)或其他電源轉(zhuǎn)換器）也散熱，則內(nèi)部溫度可能會(huì)變得很大。

最后，某些器件（如 DC/DC 轉(zhuǎn)換器）可能會(huì)在工作期間定義其外殼溫度限制。

冷卻系統(tǒng)

在大多數(shù)處理和控制電源的系統(tǒng)中，熱量是一個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn)，并且通常會(huì)努力解決這個(gè)問題。規(guī)范可能規(guī)定電源需要“自然對(duì)流”冷卻。如果是這種情況，預(yù)計(jì)空氣可以以大約 20 LFM（線性英尺/分鐘）或 0.1 m/s 的速度流過裝置。“自然”這個(gè)詞在這里會(huì)引起混淆，所以雖然不需要風(fēng)扇，但也應(yīng)該理解，設(shè)備周圍的空氣一定不能靜止。在大多數(shù)應(yīng)用中，這種最小流速是由“煙囪效應(yīng)”引起的，煙囪效應(yīng)是熱空氣從電源上升的自然結(jié)果的名稱。如果無(wú)法做到這一點(diǎn)，可能需要另一種冷卻方法。

如果指定了自然對(duì)流冷卻，則預(yù)計(jì)電源周圍的空氣可以移動(dòng)而不是靜止。

某些電源可能需要傳導(dǎo)冷卻以增強(qiáng)冷卻，在這種情況下，將定義特定尺寸的安裝板。

如果需要強(qiáng)制冷卻，這將以LFM或m / s為單位指定，以便可以找到合適的風(fēng)扇。

相對(duì)濕度

空氣中的水蒸氣量是指它可以容納的最大量，定義為相對(duì)濕度。但是，空氣可以容納的水量隨氣壓而變化。在電源數(shù)據(jù)表中，通常會(huì)給出設(shè)備可以運(yùn)行的相對(duì)濕度上限，這意味著不可能形成冷凝液滴。但是，還應(yīng)該注意的是，這被理解為非冷凝濕度。該值作為上限提供，在工作環(huán)境溫度范圍內(nèi)有效。

在相對(duì)濕度水平較高的相對(duì)溫度下，冷凝仍可能發(fā)生。例如，在 95% 的相對(duì)濕度、60°C 的環(huán)境溫度和 2000 MASL（海拔米）下，59°C 以下的表面上會(huì)形成冷凝。 如果您擔(dān)心這可能是一個(gè)問題，各種在線露點(diǎn)計(jì)算器可以幫助您進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算。

運(yùn)行期間的海拔高度和大氣壓力

空氣的壓力隨高度而變化，這反過來又會(huì)影響空氣的電導(dǎo)率。如果您的應(yīng)用與安全相關(guān)，則在較高海拔高度操作時(shí)，間隙距離需要更大。IEC 60601-1 是一種醫(yī)療電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，提供了不同高度間隙距離的乘法系數(shù)表。總而言之，電源通常在比給定的高度更高的高度運(yùn)行，但實(shí)施的間隙距離將不再滿足安全要求。

IEC 60601-1 中提供了乘法系數(shù)，用于確定較高海拔的間隙距離。

大氣壓力可以作為電源可以正常運(yùn)行的范圍給出。這也可用于計(jì)算最大和最小工作高度。

可靠性

電源的設(shè)計(jì)和制造是勤奮和謹(jǐn)慎的，但沒有什么是永恒的。提供可靠性值，以便設(shè)計(jì)人員評(píng)估預(yù)期壽命。通常，這些以MTBF（平均故障間隔時(shí)間）的小時(shí)（h）為單位給出。

MTBF僅適用于“使用壽命”（不包括早期故障和磨損）。MTBF可以通過多種方式確定，其中之一是MIL-HDBK-217F（軍事手冊(cè)217F）。這種特定方法在其計(jì)算中使用部署的組件數(shù)作為指標(biāo)，假設(shè)使用更多組件會(huì)降低可靠性并降低 MTBF。MTBF 值的范圍可以從幾千小時(shí)到數(shù)百萬(wàn)小時(shí)不等。因此，請(qǐng)務(wù)必注意：MTBF 時(shí)間不是預(yù)期的生命周期！MTBF 是在非常特定的條件下使用壽命期間故障間隔的統(tǒng)計(jì)值。但是，實(shí)際使用壽命通常比MTBF值短得多，并且隨時(shí)可能發(fā)生故障。

焊接型材和濕度敏感性

組件在生產(chǎn)中很少手工焊接，因此制造團(tuán)隊(duì)必須知道自動(dòng)波峰或氣相焊接設(shè)備允許的最高溫度和持續(xù)時(shí)間。推薦的溫度和時(shí)間可以簡(jiǎn)單地以數(shù)字給出，或者在其他情況下，將參考焊接曲線標(biāo)準(zhǔn)（例如，J-STD-020D）。

如果在進(jìn)行焊接過程之前，如果過多的水分滲透到封裝中，表面貼裝器件 （SMD） 可能會(huì)損壞。加熱時(shí)的快速水分膨脹會(huì)導(dǎo)致組件包裝分層和裂縫。此類組件將裝在密封袋中交付，并且必須在其MSL（濕度敏感度等級(jí)）定義的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行處理。未能滿足此時(shí)間限制將需要在焊接前烘烤零件以降低水分含量。

焊接曲線通常以溫度隨時(shí)間變化的圖表形式提供。

其他規(guī)格

由于沖擊和振動(dòng)，某些環(huán)境會(huì)使電子設(shè)備承受各種物理應(yīng)力。可以承受的極限將以數(shù)字或參考特定標(biāo)準(zhǔn)（例如，IEC60028-2）給出。

然后是與環(huán)境保護(hù)有關(guān)的規(guī)范。這將包括符合REACH或RoHS，但也可能包括鐵路應(yīng)用的可燃性。如果相關(guān)，將提供用于構(gòu)建電源轉(zhuǎn)換器的材料，例如PCB，灌封化合物和外殼材料。

審核編輯：郭婷