將電源用于不同和復雜的工業(yè)應用對設計人員來說是一個獨特的挑戰(zhàn)。尺寸、功率和效率等因素會影響設計，必須予以考慮。ABB 正在與工業(yè)客戶合作，以識別和應對能源挑戰(zhàn)。該公司的 CC 系列電源產品線已更新為 CC2725 和 CC3500，以幫助進行精確的功率調整。這些新器件為要求嚴苛的工業(yè)和射頻應用提供了緊湊、輕便、高功率密度的解決方案。

ABB Power Conversion CC 系列產品線產品經(jīng)理 Jim Montgomery 在接受《電力電子新聞》采訪時指出，這些新型電源不需要任何空氣冷卻。“這些解決方案專為適應快速脈沖負載而設計，例如，您從用于切割金屬或焊接的工業(yè)激光器接收到的負載類型。激光并不總是可用的，它以脈沖方式工作，您必須改變脈沖，使其不會導致金屬變形或燃燒。因此，它們必須以脈沖形式產生光。這些脈沖對電源的要求非常高，需要強大的保護和高效的設計。”

快速和瞬態(tài)響應是當前所需的工業(yè)電源要求的一個示例。它也是軍事和 5G 無線電通信、醫(yī)療粒子束加速器和超級計算機的共同關注點。在此類應用中，需要快速提升功率以確保正常運行。

激光電源

激光二極管是電流敏感的半導體。驅動電流的變化相當于波長的變化，因此也相當于輸出功率的變化。驅動電流的任何不穩(wěn)定性（噪聲、漂移、瞬變）都會影響其性能。電流的不穩(wěn)定性會影響結的溫度，例如引起波長的變化。??

為激光器提供能量并非易事。激光極其敏感且容易損壞。持續(xù)幾微秒的單脈沖過大電流會使激光二極管發(fā)光的半導體結構過熱并損壞。驅動器和電源是為任何應用提供最佳工作條件的常用方法。一般來說，有兩種可能來調制光源的強度。一種是通過直接調制光源，另一種是通過使用外部強度調制器的外部調制。激光電源負責激光器的正常運行，這決定了其使用壽命。持續(xù)監(jiān)測電流和適當?shù)碾妷海瑸榧す庀到y(tǒng)的運行提供可靠的能源。脈沖或調制二極管激光器需要電源解決方案來精確計時電源，從而使光脈沖恒定。氣體激光器，例如二氧化碳 (CO2)，使用具有高電壓的開關電源型號。?

“在設計電源時，我們感興趣的一些關鍵問題是：應用中脈沖負載的頻率是多少？脈沖負載的幅度是多少？脈沖負載的壓擺率是多少？長時間的 1% 與半場時間的 1% 的占空比是多少？我們與客戶協(xié)調確定此類參數(shù)，并與他們合作以確保我們的電源能夠滿足他們的需求。它還有助于了解其他參數(shù)，例如實際源負載下的電感和電容。因此，如果我們能從客戶那里獲得這些信息，我們或許可以對電源的調整做一些更精細的改進，以更好地支持更長的使用壽命。我們可以做的另一件事是就更好地適應負載的能力向客戶提出建議。所以如果我們能采取這些步驟，

ABB解決方案

每秒高達 10,000 個周期的電源脈沖管理對電源的性能進行了測試。設計人員使用 ABB 的專有技術生成控制回路，允許調整功率以滿足各種應用需求，從而滿足瞬態(tài)響應。這使得電源具有成本效益并延長了組件的使用壽命。

ABB 的新型 CC2725AC48 整流器將功率密度提升到一個新水平。它旨在滿足小型工業(yè)設備的需求，例如機器人或科學和生命科學 RF 設備——其中重量和尺寸是關鍵設計驅動因素（圖 1 和圖 2）。CC2725AC34TZL 整流器具有極寬的可編程輸出電壓能力。

圖 1：CC2725AC34TZL，傳導冷卻電源（來源：ABB）

圖 2：CC3500AC52FB 的效率（來源：ABB）

CC3500AC52FB 整流器具有極寬的可編程輸出電壓能力。該標準整流器結合了 RS485 和雙冗余 I2C 通信總線，使其可用于廣泛的應用。?

所有新的 CC 系列整流器均采用無風扇熱管理技術，以更好地引導和管理熱量并保持最佳額定功率水平。金屬外殼允許通過使用傳導冷卻去除過多的熱量。整流器適用于現(xiàn)有的冷卻解決方案，可實現(xiàn)更高的功率密度和系統(tǒng)范圍的效率。

激光制造商試圖將激光設備包含在一個密封的機柜內，并通過相同的結構循環(huán)水進行冷卻。“對使用新型冷卻的需求促使我們采用了這種解決方案。所以我們所做的是創(chuàng)建一個電源，我們移除了傳統(tǒng)的風冷散熱器并重新設計了散熱器，以便它們將熱量傳導到電源的頂部表面。使電源的頂面成為散熱片。客戶通常已經(jīng)在他們的激光器內部安裝了一個冷卻板。因此，我們可以與他們合作，為電源找到允許其利用此冷卻板的空間，”蒙哥馬利說。

新電源的輸出電壓范圍和效率為：

CC2725AC34TZL? – 28-36 伏直流 (VDC) 輸出范圍和 94% 的效率。

CC2725AC48TZL? – 30-58VDC 輸出電壓范圍和 95% 的效率。

CC3500AC52TZL? – 42-53VDC 輸出范圍和 80 PLUS 鈦級 96% 的效率。

審核編輯 黃昊宇