Konverteringseffektivitet för strömadapter
En nätadapter är i huvudsak en integrerad transformator som består av en transformator, en AC/DC-omvandlare och motsvarande spänningsstabiliserande kretsar. Enkelt uttryckt innehåller denna integrerade enhet två huvudkomponenter: transformatorn och strömomvandlaren. Båda dessa komponenter förbrukar i sig elektrisk energi, och deras anslutna stabiliseringskretsar är inget undantag. Därför är strömadaptern i sig också en-energikrävande enhet.
Energitillförseln till strömförsörjningen kan inte till 100 % omvandlas till användbar energi för de olika komponenterna i värdenheten. Det är frågan om konverteringseffektivitet vi diskuterar idag.
Konverteringseffektivitet är en kritisk indikator för strömadaptrar. Hög effektivitet innebär att själva adaptern ådrar sig mindre förluster, vilket leder till större energibesparingar. Omvandlingseffektiviteten för en nätadapter definieras som den totala uteffekten dividerad med den totala ineffekten: Effekteffektivitet η=Po / Pi. I denna formel representerar Po uteffekt och Pi representerar ineffekt.
Förhållandet mellan en nätadapters omvandlingseffektivitet och dess temperaturökning måste tas upp. Eftersom adaptern internt tappar en viss mängd ström kan dess omvandlingseffektivitet inte vara 100 %. Strömmen som förbrukas av adaptern visar sig som värme. Nivån av värme som genereras beror i första hand på adapterns omvandlingseffektivitet och dess fysiska storlek. Under vissa värmeavledningsförhållanden kommer adaptern att ha en specifik temperaturökning-skillnaden mellan dess höljestemperatur och omgivningstemperaturen. Ytan på adapterns hölje påverkar direkt denna temperaturhöjning. En grov uppskattning kan göras med hjälp av denna formel: Temperaturstegring=Termisk motståndskoefficient × Blockströmförbrukning. I miljöer med hög{10}}temperatur måste adaptern reduceras för att minska sin strömförbrukning, och därigenom sänka temperaturökningen och säkerställa att de interna komponenterna inte överskrider sina maximala temperaturgränser. Utöver att uppfylla driftskraven för elektroniska enheter, påverkar driftstemperaturökningen avsevärt adapterns medeltid mellan fel (MTBF) när uteffekten är konstant. Hög effektivitet och låg temperaturökning resulterar i längre produktlivslängd, mindre storlek och minskad vikt. Denna diskussion om storlek leder oss naturligtvis till ämnet effekttäthet.
De allra flesta tillverkare av nätadapter använder strömtäthet som standard för att mäta produktens effektivitet. Effekttäthet uttrycks vanligtvis i watt per kubiktum (W/in³). Om adaptern inte kan användas inom det specificerade maximala miljötemperaturintervallet, kanske den inte uppnår den angivna maximala uteffekten. Den tillgängliga genomsnittliga uteffekten är den användbara effekttätheten.
Användbar effekttäthet beror på följande faktorer:
■ A. Erforderlig uteffekt.Detta är den maximala medeleffekt som krävs av applikationen.
■ B. Termisk impedans.Definieras som temperaturökningen orsakad av effektförlust, vanligtvis mätt i grader /W.
■ C. Maximal drifttemperatur för höljet.Alla kraftkomponenter har en specificerad maximal drifttemperatur för höljet. Detta avser den högsta temperatur som komponentens inre delar kan motstå under drift. För att bibehålla tillförlitligheten måste driften förbli under denna temperatur.
■ D. Driftsomgivningstemperatur.Detta hänvisar till den värsta-omgivningstemperaturen under komponentens drift. Om en strömkomponent genererar för mycket värme och inte kan avleda den tillräckligt snabbt till det omgivande mediet, kan den misslyckas på grund av att dess garanterade driftstemperatur överskrids. Därför är valet av en lämplig kylfläns en av de väsentliga förutsättningarna för tillförlitlig komponentdrift.
De viktigaste parametrarna som krävs för den termiska designen av kraftkomponenter är följande:
■ 1. Komponentens driftövergångstemperatur:Den högsta tillåtna driftstemperaturgränsen för enheten, tillhandahållen av tillverkaren eller föreskriven av produktstandarder.
■ 2. Komponenteffektförlust:Den genomsnittliga stabila-effekten som förbrukas av enheten under drift, definierad som produkten av den genomsnittliga RMS-utgångsströmmen och det genomsnittliga RMS-spänningsfallet.
■ 3. Strömförlust av kraftenheter:hänvisar till värmeavledningskapaciteten hos en specifik värmeavledningsstruktur.
■ 4. Termiskt motstånd (R):Temperaturökningen per enhet av effektförlust när värme överförs mellan media.
