选择电源时需要考虑哪些因素

指定电源时必须考虑什么？

在我们之前关于指定电源的博客中，我们重点介绍了第 2 部分中的输出端和第 1 部分中的输入要求。但是，这些都是电气规格。在涵盖要求的最后一部分中，我们将介绍您可能需要考虑的其他一些方面。
许多是环保的，但有些对可制造性很重要，例如焊接配置文件。让我们深入了解细节！

电源规格还包括哪些内容？

在指定超出电气要求的电源时，您需要注意一系列其他方面。例如，电源不是100%高效，转换过程中损失的能量以热量的形式消散。在许多环境中，这可能不是问题。但是，如果设备运行的环境温度非常高，则可能是。您还需要考虑湿度、海拔和大气压力。在下一节中，我们将提供有关这些参数何时变得重要以及如何定义它们的一些背景知识。

温度范围

围绕温度，通常有两个或三个关键点需要考虑。最容易定义的是存储温度，它提供了不使用时存储电源的环境温度的上限和下限。

二是工作温度。同样，规定了环境温度的上限和下限。在这里，必须了解“环境”是相对于电源设备定义的。这意味着，如果设备内置在机柜或外壳中，则必须考虑内部温度。如果外壳中的其他组件（例如电机或其他电源转换器）也散热，则内部温度可能会变得很大。

最后，某些器件（如 DC/DC 转换器）可能会在工作期间定义其外壳温度限制。

冷却系统

在大多数处理和控制电源的系统中，热量是一个关键挑战，并且通常会努力解决这个问题。规范可能规定电源需要“自然对流”冷却。如果是这种情况，预计空气可以以大约 20 LFM（线性英尺/分钟）或 0.1 m/s 的速度流过装置。“自然”这个词在这里会引起混淆，所以虽然不需要风扇，但也应该理解，设备周围的空气一定不能静止。在大多数应用中，这种最小流速是由“烟囱效应”引起的，烟囱效应是热空气从电源上升的自然结果的名称。如果无法做到这一点，可能需要另一种冷却方法。

如果指定了自然对流冷却，则预计电源周围的空气可以移动而不是静止。

某些电源可能需要传导冷却以增强冷却，在这种情况下，将定义特定尺寸的安装板。

如果需要强制冷却，这将以LFM或m / s为单位指定，以便可以找到合适的风扇。

相对湿度

空气中的水蒸气量是指它可以容纳的最大量，定义为相对湿度。但是，空气可以容纳的水量随气压而变化。在电源数据表中，通常会给出设备可以运行的相对湿度上限，这意味着不可能形成冷凝液滴。但是，还应该注意的是，这被理解为非冷凝湿度。该值作为上限提供，在工作环境温度范围内有效。

在相对湿度水平较高的相对温度下，冷凝仍可能发生。例如，在 95% 的相对湿度、60°C 的环境温度和 2000 MASL（海拔米）下，59°C 以下的表面上会形成冷凝。 如果您担心这可能是一个问题，各种在线露点计算器可以帮助您进行数学计算。

运行期间的海拔高度和大气压力

空气的压力随高度而变化，这反过来又会影响空气的电导率。如果您的应用与安全相关，则在较高海拔高度操作时，间隙距离需要更大。IEC 60601-1 是一种医疗电气设备标准，提供了不同高度间隙距离的乘法系数表。总而言之，电源通常在比给定的高度更高的高度运行，但实施的间隙距离将不再满足安全要求。

IEC 60601-1 中提供了乘法系数，用于确定较高海拔的间隙距离。

大气压力可以作为电源可以正常运行的范围给出。这也可用于计算最大和最小工作高度。

可靠性

电源的设计和制造是勤奋和谨慎的，但没有什么是永恒的。提供可靠性值，以便设计人员评估预期寿命。通常，这些以MTBF（平均故障间隔时间）的小时（h）为单位给出。

MTBF仅适用于“使用寿命”（不包括早期故障和磨损）。MTBF可以通过多种方式确定，其中之一是MIL-HDBK-217F（军事手册217F）。这种特定方法在其计算中使用部署的组件数作为指标，假设使用更多组件会降低可靠性并降低 MTBF。MTBF 值的范围可以从几千小时到数百万小时不等。因此，请务必注意：MTBF 时间不是预期的生命周期！MTBF 是在非常特定的条件下使用寿命期间故障间隔的统计值。但是，实际使用寿命通常比MTBF值短得多，并且随时可能发生故障。

焊接型材和湿度敏感性

组件在生产中很少手工焊接，因此制造团队必须知道自动波峰或气相焊接设备允许的最高温度和持续时间。推荐的温度和时间可以简单地以数字给出，或者在其他情况下，将参考焊接曲线标准（例如，J-STD-020D）。

如果在进行焊接过程之前，如果过多的水分渗透到封装中，表面贴装器件 （SMD） 可能会损坏。加热时的快速水分膨胀会导致组件包装分层和裂缝。此类组件将装在密封袋中交付，并且必须在其MSL（湿度敏感度等级）定义的时间段内进行处理。未能满足此时间限制将需要在焊接前烘烤零件以降低水分含量。

焊接曲线通常以温度随时间变化的图表形式提供。

其他规格

由于冲击和振动，某些环境会使电子设备承受各种物理应力。可以承受的极限将以数字或参考特定标准（例如，IEC60028-2）给出。

然后是与环境保护有关的规范。这将包括符合REACH或RoHS，但也可能包括铁路应用的可燃性。如果相关，将提供用于构建电源转换器的材料，例如PCB，灌封化合物和外壳材料。

审核编辑：郭婷