Главни електрични рејтингови: VRMS, VRRM, IF(AV) и IO објашњено

Зашто врхунски инверзни напон (ВРРМ) мора прећи ВЦ улазни врхови и не само ВРМС

Избор мостовог исправљача само гледајући на РМС напон (ВРМС) тражи невоље на путу. Реалност је да АЦ струје заправо достижу много веће напоне од онога што је измерено као РМС. Узмимо стандардну 120V снагу на пример, она достиже око 170V на свом врху због тога како АЦ ради математички (√2 пута ВРМС). Оно што је овде најважније је нешто што се зове ВРРМ, што нам говори колико реверзни напон могу да поднесу ти мали диоди унутар пре него што се потпуно одустану. Када овај број падне испод онога што би стварни улазни напон могао да погоди, појављују се све врсте проблема од неочекиваних скокова снаге или електричне буке која се враћа кроз кола. Већина искусних инжењера ће вам рећи да користите компоненте које су најмање 1,5 пута веће од ових врхунских вредности, тако да постоји простор за дисање за непредвидиве услове. За редовне кућне 120В подешавања, то значи да се тежи за номиналне вредности изнад 255 волтова према међународним безбедносним стандардима као што је ИЕЦ 62368-1.

Деривација IF ((AV) и IO за циклус рада, температуру окружења и пролазна оптерећења

Просечна процена напречне струје (IF ((AV)) и струје наиздајне струје (IO) претпоставља идеалне лабораторијске услове: 25°C окружавајуће и стационарно оптерећење. Операција у стварном свету захтева ригорозно одређивање:

• Температура : Подизање температуре спојника директно смањује струјну капацитету; на 100°C окружења, IF ((AV) може пасти за 40% у односу на спецификације податка.
• Цикл рада : Интермитентни догађаји са високом струјом, као што су покретање мотора, захтевају валидацију према границама ширине импулса и стопе понављања ИО.
• Прелазни : Кондензаторске струје често прелазе ИО; ублажавају се НТЦ термисторима или серијским отпорницима за ограничавање струје.
  Увек крстосвртите криве топлотне дерације и прелазне импулсе, а не само главне вредности, како бисте осигурали поузданост у целој оперативној обвивци.

Тхермална перформанса и захтеви за хлађење у стварном свету

Отпорност на усавршавање са окружењем (R) _θJA ) у поређењу са стварним распоредом ПЦБ-а: површина бакра, ширина трага и топлотне путеве

Лист података Р _θJA вредности претпостављају идеалне услове испитивањаобично велику бакарну подлогу на једнослојној плочи са присиљеним проток ваздуха. У пракси, топлотне перформансе диктује имплементација ПЦБ:

• Удвостручавање површине бакарне заливе испод исправника може смањити температуру зглоба за 1520 °C.
• Уско трагове делују као топлотне грлове; препоручује се ширина трага ≥1,5 мм за путеве високе струје.
• Термички пролази постављени испод пакета (≥ 8 пролази/см2, напуњени или покривени) смањују топлотни отпор до 40% преносом топлоте у унутрашње слојеве или површине земље.
  Присилно хлађење ваздухом постаје неопходно изнад 50 °C окружности, јер сваки 10 °C пораст изнад номиналних граница полачи живот компоненте (по Аррениусовом моделу). Завршене зграде или распоређивање на великој висини захтевају 3050% деретирање снаге због смањене ефикасности конвекције. Проверујте пројекте користећи алате за топлотну симулацијупредузимајући приоритет тежине бакра ≥2 унце, оптимизоване кроз густину и интерфејсе топлотни растојач са ниском топлотном отпорности да би се избегао прерани неуспех маскиран оптимистичним Р _θJA figure.

Уколико је потребно, можете користити и други уређаји.

"Типична" фалазија напречног напона: зашто је V _Ф у Високом I _Ф Узроци неочекиваних губитака и загревања

Већина листа података истиче оно што они називају "типичним" напретком напред (V _Ф ) мерења која се узимају на 25 °C користећи веома ниске струје за испитивање. Оно што овај приступ сакрива је колико драматично В _Ф заправо се мења са различитим струјама оптерећења и температурама. Када компоненте раде на својој максималној номиналној струји (I _Ф ), напредак се често креће било где од 0,2 до 0,4 волта изнад онога што је наведено у спецификацијама. Ово мало повећање доводи до значајно већих губитака проводности, понекад чак и 20% до 30%. Узмите на пример повећање на 0,2 волта на 5 ампера - то ствара додатни ват топлоте који није био у обзиру у пројектним прорачунима. Затим дизајнери морају да смањију број компоненти или да примењују додатна решења за хлађење. Док врхунски произвођачи тестирају В _Ф под импулснијим условима који се боље подударају са стварним сценаријама преласка, многи инжењери се још увек придржавају искључиво тих статичких листа за спецификације измерена на собној температури. Ова неисправност ствара озбиљне проблеме на линији, посебно када се топлотни растојачи испостави да нису адекватни за стварну распадњу енергије током пикових оптерећења.

Игнорисање времена реверзног опоравка (т) _рр ) у СМПС-у високе фреквенције и утицај на ЕМИ и ефикасност

Время реверзног опоравка (т) _рр ) има велики утицај и на губитке прекидања и електромагнетне интерференције (ЕМИ) у напајањима превратних режима (СМПС). Када стандардни ректификатори имају t _рр вредности преко 500 наносекунди, они стварају приметно струјно звонко при искључивању. Ово звончење активира паразитарна ЛЦ кола и генерише широки спектар ЕМИ на фреквенцијама које су кратне главном прелазној фреквенцији. Према недавним истраживањима из ИЕЕЕ ЕМЦ Друштва објављеним прошле године, ови ефекти могу повећати ниво буке система између 12 и скоро 18 децибела док смањују укупну ефикасност око 3% до 8% због губитака енергије током регенерације. За модерне СМПС пројекте који раде изнад 100 килохерца, инжењерима су потребне ултрабрзе диоде са t _рр испод 100 наносекунди. Нажалост, многе спецификације компоненти још увек не укључују информације о томе како _рр промене температуре или струје. Ови недостајући подаци су посебно проблематични за мале напајања форм фактора где се натпис топлоте постаје проблем, јер веће температуре штампања ионако чине карактеристике опоравка полошим.

Интеграција на нивоу система: филтрирање, распоред и синергија поузданости

Перформансе мостовог исправника далеко прелазе његове спецификације за листе података. Ефикасна интеграција зависи од хармонизације филтрирања, физичког распореда и топлотних путева како би се осигурала стабилност под стресним условима у стварном свету. Кључне разматрање укључују:

• Синергија филтрирања : АЦ атенуација таласа зависи не само од опкупног капацитета, већ и од типа кондензатора (електоролитички или полимерни са ниским ЕСР-ом), близини постављања на исправљач и импеданце која одговара динамичком профилу импеданце исправљача. Лошо примењено филтрирање повећава притисак регулатора доле и појачава проводљиву ЕМИ.

• Поузданност заснована на распореду : Минимизација површине КЦ петље коју формирају трансформаторски секундар, улази ректификатора и опточни кондензатор потисне индуктивне шире напона које угрожавају интегритет диоде. Стратешки бакар изливање испод ректификатора и густи топлотне путеве ниже ефикасне θ _JA, док правилан растојање између јазбова високе ДВ/ДТ ублажава капацитивно буке за спој.

• Трп-електричко спајање : Повишена температура штампе повећава V _Ф , повећавајући губитке проводности који заузврат генеришу више топлоте. Ова позитивна повратна петља убрзава деградацију и ризикује топлотну прогулу. Решења за хлађење морају узети у обзир повећање температуре окружења, суседне изворе топлоте и дугорочне ефекте старења, а не само тренутно рассејање енергије.

Ако игноришемо ове међузависности, ризикује се прерани пропад, чак и са чврстим ректификером моста. Проактивни дизајн заснован на верификованој ефикасности филтрирања, рутингу ниске индуктанце и термички валидираним распоредима претвара самосталну компоненту у отпорну, доказану стадију конверзије снаге.