TDK-Lambda QS系列电源：医疗与工业应用的理想之选

在电子工程师的日常工作中，电源的选择至关重要。今天我们就来深入了解一下TDK-Lambda的QS系列电源，它广泛适用于医疗、工业、测试、广播、通信和可再生能源等多个领域。

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核心特性与优势

1. 隔离与设计便利性

该系列电源具备BF级医疗隔离（MOPP），这使得它能够轻松集成到各类系统中，尤其是对隔离要求较高的BF级系统，大大简化了设计流程。

2. 低噪音运行

采用低速、低噪音风扇，为患者和用户带来更安静的使用体验，这在医疗设备等对噪音敏感的应用场景中尤为重要。

3. 远程监控与控制

提供PMBus™通信选项，工程师可以实现对电源的远程监控和控制，方便进行系统管理和故障排查。

4. 长质保期

长达7年的质保期，降低了产品的拥有成本，让用户使用起来更加放心。

产品规格与性能

1. 输出参数

QS系列有多种输出电压可供选择，涵盖12V、24V和48V，功率最高可达1200W。不同型号的输出参数如下表所示：	Base Unit	Voltage	Adjustment range	Max Current	Max Output power	Ripple and noise	Load regulation	Max capacitive load	deviation a Transient response
0 - 70°C		-20 - 0°C		recovery b
>5%load	≤5%load	>5%load	≤5%load
QS4 - 600 - 12	12	12 - 13.2V	50A	600W	4%	1%	4%	2%	<1%	1000µF/A	<5%	1ms
QS4 - 600 - 24	24	24 - 26.4V	25A	600W	4%	1%	4%	2%	<1%	750µF/A	<5%	1ms
QS4 - 600 - 48	48	48 - 52.8V	12.5A	600W	4%	1%	4%	2%	<1%	250µF/A	<5%	1ms
QS5 - 600 - 12	12	12 - 13.2V	50A	600W	4%	1%	4%	2%	<1%	1000µF/A	<5%	1ms
QS5 - 600 - 24	24	24 - 26.4V	25A	600W	4%	1%	4%	2%	<1%	750µF/A	<5%	1ms
QS5 - 600 - 48	48	48 - 52.8V	12.5A	600W	4%	1%	4%	2%	<1%	250µF/A	<5%	1ms
QS5H - 1080 - 12	12	12 - 12.8V	90A	1080W	4%	1%	4%	2%	<3.5% c	1000µF/A	<5%	30ms
QS5H - 1200 - 24	24	24 - 26.4V	50A	1200W	4%	1%	4%	2%	<1%	650µF/A	<5%	1ms
QS5H - 1200 - 48	48	48 - 52.8V	25A	1200W	4%	1%	4%	2%	<1%	500µF/A	<5%	1ms
QS7 - 1080 - 12	12	12 - 12.8V	90A	1080W	4%	1%	4%	2%	<3.5% c	1000µF/A	<5%	30ms
QS7 - 1200 - 24	24	24 - 26.4V	50A	1200W	4%	1%	4%	2%	<1%	650µF/A	<5%	1ms
QS7 - 1200 - 48	48	48 - 52.8V	25A	1200W	4%	1%	4%	2%	<1%	500µF/A	<5%	1ms

2. 输入特性

• 输入电压：范围为90 - 264Vac，但QS5H在输入电压低于180Vac时输出功率限制为700W，QS4在低于180Vac时限制为550W。
• 频率：支持47 - 63Hz，在440Hz时功率因数校正（PFC）会降低。
• 输入保险丝：采用25A（QS5为16A）/ 250Vac的HBC快速熔断保险丝，位于火线和零线，也可选择单保险丝。
• 浪涌电流：QS5和QS5H在25°C和264Vac冷启动时小于40A，QS7小于45A。
• 泄漏电流：小于300µA。
• 触摸电流：小于100µA。
• 功率因数：在230Vac、100%负载时大于0.95。

3. 隔离特性

• 输入到输出/信号：加强隔离，2 x MOPPs（符合60601第三版），4kVac，5.7kVdc，生产测试为4.3kVdc。
• 输入到地：基本隔离，1 x MOPP，1.5kVac。
• 输出/信号到地：基本隔离，1 x MOPP，1.5kVac。
• 输出/信号到输出/信号：基本隔离，200Vdc。

4. 输出性能

• 开启时间：在90Vac和100%额定输出功率下，QS4/5/5H最大为2s。
• 效率：在240Vac及以上、50%额定功率时，最高可达91%，具体取决于配置。
• 最小保持时间：QS4/5/5H为10ms，QS7为20ms。
• 标准信号：包括输出良好和输出禁止信号。
• 上升时间：带电阻负载时，小于75ms上升到电压的90%，且在10%以上单调上升。
• 开启过冲：小于5%，取决于负载类型。
• 电压设置精度：小于1%的设定电压。
• 远程感测：支持，0.5V（输出端子电压需在规定调整范围内）。
• 最小负载：0W。
• 温度系数：每°C为0.016%的额定电压。
• 线路调整率：在90 - 264Vac输入变化时小于0.1%。
• 过压保护：有，锁存式，模块关闭，需重启交流电源。
• 过流保护：打嗝模式，自动恢复。
• 短路保护：无限期保护。
• 过温保护：有，初级侧保护会关闭主输出和风扇，自动重启；次级侧保护会关闭主输出，需重启交流电源，关闭温度根据环境、输出功率和输入电压而定。

环境适应性

1. 温度范围

工作温度为 -20°C至70°C，储存温度为 -40°C至70°C。在50°C至70°C时，需按每°C 2.5%的比例降低总输出功率和每个输出电流。此外，E5H、E12H、T5H和T12H选项提供的0.25A备用电源在设备禁止（风扇不运行）时，从25°C至50°C按每°C 2.4%的比例降额。

2. 其他环境参数

• 低温启动：可在 -40°C启动。
• 湿度：5 - 95% RH，无冷凝。
• 冲击：符合相关标准，在每个平面承受±3 x 30g冲击，共18次冲击（11ms (+/-0.5msec)，半正弦波）。
• 振动：单轴10 - 500Hz，2g（在所有3个平面进行扫描和共振耐久性测试）。
• 海拔：可在5000米高度运行和储存/运输。
• 污染：污染等级2，材料组IIIb。
• 防护等级：IPX0。

电磁兼容性与认证

1. 抗扰度

该系列电源符合EN61000 - 6 - 2:2005、EN60601 - 1 - 2:2015等标准，在静电放电、电磁场、快速/突发瞬变、浪涌免疫、传导射频免疫、工频磁场、电压暂降、变化、中断、电压骤降、振铃波等方面都有良好的表现。

2. 发射特性

• 辐射电场：符合EN55011、EN55032（CISPR.11/32）Class B，FCC47 part 15 subpart B - ‘L’泄漏电流变体（带‘R’型泄漏电流选项的单元可达Class A）。
• 传导发射：符合EN55011、EN55032（CISPR.11/32）Class B，FCC47 part 15 subpart B - ‘L’泄漏电流变体（带‘R’型泄漏电流选项的单元可达Class A）。
• 传导谐波：符合EN61000 - 3 - 2 Class A和Class C。
• 闪烁：符合EN61000 - 3 - 3（仅d max）。

3. 认证与资质

获得了IEC/EN 62368 - 1、UL62368 - 1 / CSA 22.2 No 62368 - 1、IEC/EN 60950 - 1、UL60950 - 1 / CSA 22.2 No 60950 - 1、IEC/EN 60601 - 1、UL/CSA 60601 - 1、ANSI/AAMI ES60601 - 1、CAN/CSA - C22.2 No 60601 - 1等认证，还带有CE标志，符合低电压指令（LVD）、电磁兼容性（EMC）和有害物质限制（RoHS）。同时，可根据要求提供CB证书和报告，产品设计和制造遵循ISO9001和ISO13485（包括风险管理）。

备用电源与信号

1. 备用电源参数

提供多种备用电源选项，不同选项的输出电压、最大电流和功率如下表所示：	Option type	Standby 1			Standby 2			PSU on/off
V	Max Current	Power	V	Max Current	Power
E5L	5V	250mA	1.25W	not available			Enable
E5H	5V	250mA	1.25W	5V	2A	10W	Enable
E12H T5L	5V	250mA	1.25W	12V	1A	12W	Enable Inhibit
T5L T5H	5V	250mA	1.25W	5V	2A	10W	Inhibit Inhibit
T5H P5H	5V	2A	10W	not available			Inhibit see PMBus™ application note

2. 信号特性

• 可用信号（Exx或Txx类型）：包括PSU禁止（Txx类型）或启用（Exx类型）、AC良好信号。
• 可用信号（Pxx类型）：支持PMBus™控制电源风扇速度和故障警告。

3. 输出性能

• 上升时间：带电阻负载时，小于30ms上升到电压的90%，且在10%以上单调上升。
• 纹波和噪声：小于1% pk - pk（20MHz带宽）。
• 电压设置精度：小于3%的设定电压。
• 远程感测：不支持。
• 最小负载：0W。
• 温度系数：每°C为0.02%的额定电压。
• 负载调整率：0 - 100%负载变化时，Standby 1小于1.5%，Standby 2小于1%。
• 线路调整率：90 - 264Vac输入变化时小于0.1%。
• 交叉调整率：任何输出100%负载变化时小于0.4%。
• 瞬态偏差：25 - 50%负载变化时小于5%的设定电压。
• 恢复时间：恢复到设定电压的1%或100mV时为1ms。
• 过压保护：有，锁存式，输出关闭，需重启交流电源。
• 过流保护：恒流模式，自动恢复。
• 短路保护：恒流模式，自动恢复。

总结

TDK - Lambda的QS系列电源以其丰富的特性、出色的性能和广泛的认证，为医疗、工业等领域的电子设备提供了可靠的电源解决方案。无论是在设计便利性、性能稳定性还是环境适应性方面，都表现出色。作为电子工程师，在选择电源时，TDK - Lambda QS系列无疑是一个值得考虑的选择。大家在实际应用中，是否也遇到过类似电源选择的难题呢？欢迎在评论区分享你的经验和看法。