Care sunt dezavantajele depășirii curentului de ieșire al unei surse de alimentare CUI Inc
6 noiembrie 2018 de Ron Stull - 7 minute de citire
Bine ați venit la partea a 2-a a seriei noastre „Pushing the Limits”, unde aprofundăm o întrebare pe care o auzim des la CUI, „Ce se întâmplă dacă îmi operez sursa de alimentare în afara unui anumit interval de specificații?” În partea 1 am acoperit specificațiile tensiunii de intrare. Acum, în partea 2 vom analiza curentul de ieșire și problemele care pot apărea la depășirea specificației curentului de ieșire.
Limite de curent de ieșire
Curentul nominal de ieșire este una dintre cele mai importante specificații la selectarea unei surse de alimentare. Acesta joacă un rol important în determinarea dimensiunii și costului unității, ceea ce îi determină pe proiectanți să aleagă surse de alimentare care au doar curent suficient pentru a-și îndeplini cerințele. În aceste cazuri, este tentant pentru un proiectant să selecteze o sursă de alimentare care să se adreseze curentului de funcționare „normal” pentru a economisi costuri și dimensiuni, presupunând în același timp că poate gestiona curenții de vârf pentru o perioadă scurtă de timp. Aceeași linie de gândire merge și pentru limita minimă de curent. Cu toate acestea, depășirea specificațiilor curente maxime sau minime poate duce la mai multe probleme, inclusiv degradarea performanței, oprirea protejată sau chiar eșecul componentelor.
Depășirea limitelor curente de ieșire - Probleme de performanță
Eficiența, reglarea și emisiile electromagnetice (EMI) sunt unele dintre cele mai importante specificații afectate atunci când funcționează o sursă de alimentare în afara curentului său nominal de ieșire.
Pe măsură ce curentul de ieșire crește, crește și puterea de ieșire. Dacă eficiența ar fi fixată pe sarcină, curentul suplimentar ar duce la o creștere liniară a disipării puterii în cadrul sursei. Această pierdere de putere adăugată determină o creștere a creșterii temperaturii componentelor, ceea ce poate duce la defecțiuni termice. În practică, este puțin probabil ca eficiența să rămână constantă și, așa cum se arată în graficul de mai jos, este obișnuit ca o sursă de alimentare să atingă eficiența maximă înainte de sarcina maximă, rezultând o eficiență care scade după curentul nominal. Acest lucru duce la o creștere exponențială a disipării puterii în ceea ce privește creșterea sarcinii, determinând scăderea temperaturii maxime mult mai rapid decât dacă eficiența ar fi constantă. În plus față de problemele termice, eficiența scăderii ar putea provoca alimentarea cu energie electrică și/sau sistemul să nu reușească reglementările privind eficiența. După cum arată graficul în continuare, atunci când funcționează sursa de alimentare cu 20% peste sarcina nominală de 200 W, eficiența scade cu un punct procentual complet sub specificația sa de 91%. Aceasta are ca rezultat o creștere cu 30% a disipării puterii.
Eficiența și disiparea puterii sursei de alimentare de 200 W c.a.
Reglarea sarcinii este o altă specificație problematică atunci când funcționează în afara curentului nominal de ieșire. Regulamentul de încărcare îi indică utilizatorului cantitatea maximă pe care se poate aștepta ca tensiunea de ieșire să o schimbe pe măsură ce sarcina se schimbă între lipsă de sarcină și sarcină completă. Graficul de mai jos prezintă un exemplu de reglare a sarcinii unei surse de alimentare de 200 W c.a. Această sursă de alimentare specială are o tensiune de ieșire care scade odată cu creșterea curentului. Cu toate acestea, acest lucru nu este întotdeauna cazul, deoarece unele surse de alimentare vor vedea creșterea tensiunii de ieșire cu sarcina. Oricum, operarea în afara intervalului de curent specificat poate face ca tensiunea de ieșire să se deplaseze în afara specificațiilor sale de reglare a sarcinii, ducând la probleme în aplicații care nu pot accepta tensiuni în afara acestui interval.
Aplicațiile cu domenii de intrare strânse profită adesea de conexiunile de detectare a tensiunii externe, care vor regla tensiunea de ieșire la sarcină, mai degrabă decât la ieșirea sursei de alimentare. Cu detectarea externă, o scădere a tensiunii de ieșire care ar apărea în mod normal între sursa de alimentare și sarcină este compensată prin creșterea tensiunii de ieșire a sursei. Ca urmare, există adesea o specificație pentru tensiunea maximă care poate fi compensată pentru a preveni deteriorarea sursei de alimentare din cauza unei tensiuni crescute.