ECH450系列AC - DC电源供应器：高效与安全的完美结合

在电子设备的设计中，电源供应器是至关重要的组件，它直接影响着设备的性能和稳定性。今天，我们要深入探讨的是XPPower的ECH450系列AC - DC电源供应器，它在医疗和ITE应用中表现卓越，为设备提供了可靠的电力支持。

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产品概述

ECH450系列电源供应器获得了医疗和ITE应用的认证，采用强制风冷和自然对流冷却两种方式，能适应不同的工作环境。其超紧凑的尺寸仅为5.0”×3.0”，却能提供高达450W的强制风冷功率和250W的自然对流冷却功率，功率密度达到了20W/in³，在有限的空间内实现了高功率输出。此外，该系列还具备5V待机和远程开关功能，以及12V风扇输出，方便系统的散热管理。

产品特性

高效节能

ECH450系列的效率高达94%，能有效降低能源消耗，减少热量产生。在设计上，它最大限度地减少了空载功耗，符合最新的环保法规，有助于设备设计满足环保要求。

安全可靠

该系列电源供应器包含两个保险丝，满足医疗应用对低泄漏电流的要求。同时，它具备多种保护功能，如过压保护、过载保护、短路保护和过温保护等，确保设备在各种异常情况下都能安全运行。

宽工作温度范围

ECH450系列能在 - 20°C至 + 70°C的温度范围内正常工作，适应不同的环境条件。不过，为了确保安全，其安全认证温度为50°C。

丰富的输出选项

该系列提供多种输出电压可供选择，包括12V、15V、19V、24V、36V、48V和54V，能满足不同设备的需求。同时，还配备了5V/1A的待机输出和12V/0.6A的风扇输出。

产品规格

输入特性

• 输入电压：工作范围为90 - 264VAC，在100VAC时输出功率为100%，在90VAC时输出功率降为90%。
• 输入频率：47 - 63Hz。
• 功率因数：在230VAC、100%负载时，功率因数大于0.9，符合EN61000 - 3 - 2的A类标准（负载大于175W时为C类）。
• 输入电流：在115/230VAC时，满载输入电流分别为4.5A/2.3A。
• 浪涌电流：在230VAC冷启动、25°C时，浪涌电流最大为120A。
• 接地泄漏电流：在115/230VAC/50Hz（典型值）和264VAC/60Hz（最大值）时，接地泄漏电流分别为80/135μA和250μA。
• 空载输入功率：当主输出被抑制时，空载输入功率最大为0.21W。
• 输入保护：在火线和零线中内置了F8A/250V的保险丝。

输出特性

主输出

• 输出电压：范围为12 - 54VDC。
• 初始设置精度：在50%负载、115/230VAC时，精度为±1%。
• 最小负载：无需最小负载。
• 启动延迟：在115/230VAC满载时，启动延迟最大为2s。
• 保持时间：在115VAC满载时，保持时间最小为10ms。
• 漂移：预热20分钟后，漂移为±0.02%。
• 线性调整率：在90 - 264VAC时，线性调整率为±0.5%。
• 负载调整率：在0 - 100%负载时，负载调整率为±1%。
• 瞬态响应：在50 - 75%和75 - 50%负载阶跃时，瞬态响应为4%，并能在小于500μs内恢复到1%以内。
• 过冲/下冲：满载时，过冲/下冲为2 - 5%。
• 纹波和噪声：在20MHz带宽和47μF电解电容与0.1μF陶瓷电容并联的情况下，纹波和噪声为2%峰 - 峰值。
• 过压保护：过压保护范围为110 - 130%额定电压，需重新输入电源来复位。
• 过载保护：过载保护范围为110 - 130%额定电流。
• 短路保护：具备跳闸和重启功能。
• 温度系数：温度系数为0.02%/°C。
• 过温保护：内部测量，自动复位。
• 输出泄漏电流：在264VAC/60Hz时，输出泄漏电流最大为50μA。

5V待机输出

• 输出电压：典型值为5.0VDC。
• 初始设置精度：在50%负载、115/230VAC时，精度为±1%。
• 最小负载：无需最小负载。
• 启动延迟：在115/230VAC满载时，启动延迟最大为0.5s。
• 保持时间：在115VAC满载时，保持时间最小为500ms。
• 漂移：预热20分钟后，漂移为±0.02%。
• 线性调整率：在90 - 264VAC时，线性调整率为±0.5%。
• 负载调整率：在0 - 100%负载时，负载调整率为1.5%。
• 瞬态响应：在50 - 75%和75 - 50%负载阶跃时，瞬态响应为4%，并能在小于500μs内恢复到1%以内。
• 过冲/下冲：满载时，过冲/下冲为5%。
• 纹波和噪声：在20MHz带宽和47μF电解电容与0.1μF陶瓷电容并联的情况下，纹波和噪声为2%峰 - 峰值。
• 过载保护：过载保护电流最大为2.0A。
• 短路保护：具备跳闸和重启功能。
• 温度系数：温度系数为0.02%/°C。
• 远程开关：具体操作见应用说明。

其他特性

• 效率：在230VAC满载时，效率为93/94%。
• 隔离：输入到输出、输入到地、输出到地的隔离电压分别为4000VAC（2x MOPP）、1500VAC（1x MOPP）和1500VAC（1x MOPP）。
• 开关频率：PFC固定频率为70kHz，主转换器可变频率为82 - 185kHz，5V待机输出可变频率为22 - 85kHz。
• 功率密度：最大为21W/in³。
• 平均无故障工作时间：根据MIL - HDBK - 217F，Notice 2 +25°C GB标准，平均无故障工作时间为300kHrs。
• 重量：开放式框架约为0.86lb（390g）， - C版本约为1.26lb（570g）， - TF版本约为1.29lb（585g）， - EF版本约为1.46lb（660g）。

环境适应性

温度范围

• 工作温度： - 20 - +70°C，具体降额曲线见附图5，安全认证温度为50°C。
• 存储温度： - 40 - +85°C。

冷却要求

当功率大于250W时，需要强制风冷，风量为13.8CFM。

湿度

湿度范围为5 - 95%RH，无冷凝。

海拔高度

ITE应用的工作海拔为5000m，医疗应用为4000m。

冲击和振动

• 冲击：在每个平面承受±3×30g的冲击，共18次冲击，30g冲击持续时间为11ms（±0.5ms），半正弦波，符合EN60068 - 2 - 27标准。
• 振动：单轴10 - 500Hz、2g扫描，在三个平面的共振点进行耐久性测试，符合EN60068 - 2 - 6标准。

EMC特性

发射特性

• 传导发射：符合EN55011/32的B类标准。
• 辐射发射：符合EN55011/32的B类标准。
• 谐波电流：符合EN61000 - 3 - 2的A类标准（负载大于175W时为C类）。
• 电压功能：符合EN61000 - 3 - 3标准。

抗扰度特性

该系列电源供应器符合多项EMC抗扰度标准，如IEC60601 - 1 - 2、EN61204 - 3等，能有效抵抗静电放电、辐射、电快速瞬变、浪涌、传导干扰和磁场干扰等。

安全认证

ECH450系列获得了多项安全认证，包括CB报告（IEC62368、IEC60601 - 1 Ed 3.1）、UL（UL62368 - 1、ANSI/AAMI ES60601 - 1 & CSA C22.2 No.60601 - 1:08）、EN（EN62368 - 1、EN60601 - 1）、CE和UKCA等。同时，它具备2x MOPP（患者保护措施）的初级到次级隔离、1x MOPP的初级到地隔离和1x MOPP的次级到地隔离。

机械细节

该系列电源供应器提供多种版本，包括开放式框架、带通风罩的 - C版本、顶部风扇的 - TF版本和端部风扇的 - EF版本。不同版本的尺寸和重量略有差异，但都采用了标准的连接器，方便安装和使用。

输入连接器（CN1）

• 引脚1：中性线
• 引脚2：无引脚
• 引脚3：火线
• 适配JST外壳VHR - 3N

输出连接器（CN2）

根据不同版本，引脚定义有所不同，但主要包括输出正负极。适配Molex 39 - 01 - 2100或JST外壳VHR - 4N。

风扇连接器（CN3）

• 引脚1：风扇正极
• 引脚2：风扇负极
• 适配JST外壳PHR - 2

信号连接器（CN202）

• 引脚1：+5V待机
• 引脚2：返回
• 引脚3：远程开关
• 适配JST外壳PHR - 3

远程感应连接器（CN4）

• 引脚1：+感应
• 引脚2： - 感应
• 适配JST外壳PHR - 2

热考虑

为了确保电源供应器在最终使用设备中的安全运行，必须监控某些组件的温度，避免超过其最大温度限制。具体组件和最大温度如下：

• T3线圈：110°C
• L3线圈：120°C
• Q3主体：120°C
• C5：105°C
• C39：105°C

使用寿命

ECH450系列的估计使用寿命取决于最终应用中的冷却安排和负载条件。由于最终应用的不确定性，其估计使用寿命基于产品中关键电容器在实际安装后的测量温度。通过附图6可以了解给定组件温度下的估计使用寿命，假设在该温度下连续运行。

远程开关功能

通过CN202信号连接器的引脚3（远程开关）和引脚2（返回）的连接状态，可以控制电源输出的开关。将引脚3连接到引脚2时，输出关闭；引脚3浮空或连接到引脚1（+5V待机）时，输出打开。

综上所述，ECH450系列AC - DC电源供应器以其高效、安全、可靠的特性，为医疗和ITE应用提供了理想的电源解决方案。在实际设计中，电子工程师可以根据具体需求选择合适的版本，并注意热管理和安全认证等方面的要求。你在使用类似电源供应器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。