RECOM RACPRO1 DIN导轨电源在工业领域的应用

电源的高效运行取决于对热量和负载条件的管理。本文将介绍热降额、对流冷却和 PCB 设计策略，以提高可靠性。了解 RECOM 的 RACPRO1 DIN 导轨电源如何在工业应用中利用烟囱效应实现出色的被动冷却。

为什么温度和负载很重要？

电源装置（PSU）是现代电子产品中的无名英雄，它悄无声息地将市电电压转换为稳定、可用的电源。在工业控制面板和自动化系统中，DIN 导轨安装式电源是可靠、高效供电的首选解决方案。与任何电子元件和设备一样，PSU 也不是在真空中工作的。环境因素，尤其是环境温度，会影响 PSU 的性能。

热降额是工业和自动化应用电源设计中的常见支持主题。本博客将介绍热降额的基本原理，包括环境温度、负载降额、对流冷却与强制空气冷却，以及 PSU 中 PCB 布局的重要性。

什么是环境温度？

让我们从基础知识开始。环境温度 "是指设备周围空气的温度。对于安装在电气柜内的 DIN 导轨电源而言，它指的是电气柜内的温度，而不是 PSU 外壳或外部房间的温度。这是一个至关重要的区别，因为 PSU 的散热能力取决于其元件与周围空气之间的温差。如果环境温度较高，PSU 就无法有效散热，从而导致热应力。

什么是热降额？

术语“热降额 "是指随着环境温度的升高而降低电源的最大输出功率。这是一种防止过热的保护措施。每个 PSU 都有一个可以安全运行的热封套。例如，一个设备可能在 50°C 以下提供 100% 的额定输出。超过这一温度后，可能需要降额，在 70°C 时降到 50%。忽视热降额可能导致过热、寿命缩短、热关机，甚至发生灾难性故障。

什么是负载降额？

负载降额是一个更宽泛的术语，包括热降额，但也可能涉及因其他因素导致的输出功率降低，包括以下因素：

海拔高度（空气少 = 冷却少）

通风不良

输入电压（例如，如果输入电压下降，某些 PSU 的输出电流会降低）

从本质上讲，热降额是一种专门由温度升高引发的负载降额。

对流冷却与强制空气冷却

冷却电子元件主要有两种方法：

对流冷却：依靠自然气流。这种冷却方式安静、简单，不涉及移动部件。

强制空气冷却：利用风扇将空气推向或拉向元件。这种冷却方式能更有效地去除热量，但也有缺点。

风扇会产生噪音。如果没有合适的过滤器（过滤器本身也需要清洗或维护），风扇往往会将灰尘吸入或吹入系统。这些灰尘会沉积在组件上，使其绝缘，从而降低冷却效率，并可能造成长期损坏。虽然风扇可以安装在整个机箱中，但 DIN 导轨式 PSU 应避免使用内部风扇，因为这样可以简化安装、降低成本并提高可靠性。

什么是烟囱效应？

烟囱效应，又称烟囱效应，是指空气运动受两个垂直区域（通常是烟囱、建筑物或电子外壳内）之间的温差驱动的一种现象。原理如下。由于暖空气的密度小于冷空气，因此暖空气会自然上升。当暖空气从外壳（或烟囱）顶部排出时，会在底部形成一个低压区。这种低气压会从下方吸入冷空气，形成持续向上的气流。

在 PSU 中，烟囱效应可用于被动冷却。功率晶体管和变压器等发热元件会使 PSU 内部的空气升温并上升。顶部的通风口可以排出热空气，而底部的通风口则可以吸入较冷的空气，从而保持设备内的自然对流气流。基于烟囱效应的被动冷却减少了对风扇等可能随时间推移而失效的有源元件的依赖，从而提高了可维护性和可靠性。烟囱效应可在不使用风扇的情况下带走过多热量，从而降低能耗和噪音。

PCB 布局的作用

印刷电路板（PCB）布局对电源装置（PSU）如何有效管理热量有重大影响。强大的散热设计包括：

战略性地放置热组件。

宽铜浇注用于散热。

发热部件之间要有足够的间距。

周到的组件高度和方向，以促进烟囱效应并促进气流。

这些选择共同改善了被动冷却，并延长了组件的使用寿命。

高性能 RACPRO1 DIN 导轨电源

在选择 DIN 导轨电源时，了解降额至关重要。仅仅查看铭牌上的额定电流是不够的，还需要考虑电源的实际运行条件。例如，在自动化或工业部署中，PSU 是否会安装在其他发热设备旁边？安装 PSU 的机柜是否位于设施或工厂的高温区域？是否有足够的气流？

为了满足最苛刻的工业应用要求，我们最近推出了 RACPRO1 系列 DIN 导轨电源。RACPRO1-T240、-T480和-T960功率分别为 240、480 和 960W。RECOM 的 RACPRO1 系列数据表提供了清晰的降额曲线。这有助于工程师选择具有适当余量的 PSU，确保可靠运行，不会过早停机或发生故障。

RACPRO1 DIN 导轨式 PSU 是烟囱效应设计原理的典范。内部组件的位置形成了两个垂直的烟囱。当热量上升时，空气会通过这些通道，冷却组件。这种对烟囱效应的巧妙利用，使 RACPRO1 系列能够依靠对流冷却，而不是强制空气冷却。即使在温暖、封闭的环境中，RACPRO1 PSU 也能提供高可靠性和高效率。这只是 RACPRO1 系列为工业 DIN 导轨 PSU 树立新标准的方式之一。

其他资源

RECOM AC/DC、DC/DC 和 EMC 知识手册广泛收集了成功实施 AC/DC 电源设计所需的经验和知识。

RECOM 的AC/DC 电源能效：生态设计法规是由政府或监管机构制定的一套标准和指南，旨在确保产品在整个生命周期内最大限度地减少对环境的影响。这些法规主要侧重于通过减少浪费、排放和资源消耗来提高能效和促进可持续发展。

RACPRO1 页面提供了有关这一令人振奋的全新 DIN 导轨安装式电源系列的更多信息。