作者： Pete Bartolik

通過標準化 DIN 導軌可輕松地將電源安裝到電氣外殼中。然而，設計人員不能忽視效率和散熱問題，否則會影響應用的可靠性、使用壽命和運營成本。

不可靠的電源會讓系統設計人員及其客戶感到惱火。提前更換電源非常耗時且成本高昂，并且在許多應用中導致系統停機是不可接受的。

發熱與 DIN 電源的效率低下和故障如影隨形。發熱會使電源中用于儲存電能、平滑電壓及電流波動的電解電容器逐漸變干失效。

電容器對溫度最敏感，通常是電源中第一個出現故障的元件。溫度上升 10°C 就會使其預期使用壽命減半，因此防止過熱是一項關鍵的設計注意事項。半導體器件和焊點也容易受到溫升的影響。

通過采用高效的設計、適當的熱管理和選擇高品質器件，產品設計人員可以減輕熱量影響、延長使用壽命并提高系統可靠性。

優化高效設計

DIN 導軌電源的效率用輸出功率與輸入功率之比率表示。例如，運行效率 95% 的電源僅會損失 5% 的輸入能量作為熱量，而運行效率為 85% 的電源則會損失 15% 的輸入能量。

通過減少發熱，高效率電源可以降低冷卻要求，更好地確保電解電容器達到制造商規定的使用壽命，并提高電源裝置的總體可靠性。

通過采用熱管理優化方案，將熱量消散至外部環境中，降低內部溫度。此外，電源設備可通過盡可能地減小溫度敏感器件的受熱影響，提高總體耐用性并延長使用壽命。

電源變得越來越復雜，尺寸卻越來越小。內部空間有限，因此安裝冷卻管道至關重要，設計人員最好將其視為不可或缺的組件。通過采用先進的冷卻概念，通?？梢匀∠麅炔可崞?，進一步減輕電源重量，顯著降低生產成本。

電源設備制造實踐

PULS 等制造商證明，通過高效率、優化熱管理和精確的測量技術，可以設計出可靠環保的電源。

測量電源效率是一個很復雜的過程。系統開發人員應評估制造商提供的數據，以確保這些數據是通過標準化測試程序獲得的。這樣做會確保效率參數真實可靠，且在不同供應商產品之間具有橫向可比性。能效測量應在模擬真實條件下進行，具體包括動態負載及溫度范圍。

器件的位置也很重要。把決定使用壽命的器件有策略地放置在溫度較低的區域，助于最大限度地延長使用壽命。例如，電解電容器可放置在冷氣流附近（圖 1）。

圖 1：熱圖展示了將電解電容器放置在冷卻氣流附近并遠離發熱點的優勢。（圖片來源：PULS）

PULS 提供全面的 [DIN 電源] 。其 240 W CP10 系列產品的效率高達 95.2%，480 W CP20 系列的效率高達 95.6%。這兩個系列的高效率和先進的熱設計最大限度地減少了內部發熱，使其非常適合要求苛刻的工業應用。

該公司將其 [DIMENSION CP10.241] 電源放置在一個外殼內（圖 2）進行測試，并加載至額定功率的 80%。測試結果顯示，運行四小時后，外殼內的溫度上升了約 19°C。效率低 6.7% 的設備會導致控制柜內的溫度高到 35.3°C。溫升16.3°C 就會使電解電容器的使用壽命縮短一半以上。

圖 2：PULS DIMENSION CP10.241。（圖片來源：PULS）

產品設計人員還應該評估電源在非滿載運行時的效率，因為非滿載效率在設計實用、經濟高效的應用時越來越重要。高滿載效率使得使用小型設計成為可能，但要求電源滿載運行的情況相對很少。PULS 對其 [DIMENSION CP20.241] 進行的測試展示了效率如何影響不同的負載（圖 3）。

圖 3：不同負載對 PULS DIMENSION CP20.241 效率的影響。（圖片來源：PULS）

產品設計人員還應確保他們選擇的電源符合能源效率標準，例如能源之星和 IEC 62368-1 標準，以及限制有害物質指令 (RoHS)、針對危險材料和電子廢物管理的廢棄電氣電子設備 (WEEE) 指令。

結語

DIN 導軌電源的效率和散熱是產品設計人員需要考慮的關鍵因素。高效率可降低運行成本、最大限度地減少對環境的影響并提高系統可靠性。有效的散熱策略可確保器件壽命，防止系統故障。PULS DIMENSION 產品組合包括各種 DIN 導軌電源，可為幾乎所有應用提供合適的解決方案。

審核編輯 黃宇