Tápadapter átalakítási hatékonyság
A hálózati adapter lényegében egy integrált transzformátor, amely egy transzformátorból, egy AC/DC átalakítóból és a megfelelő feszültségstabilizáló áramkörökből áll. Egyszerűen fogalmazva, ez az integrált egység két fő összetevőt tartalmaz: a transzformátort és az áramváltót. Mindkét alkatrész eleve elektromos energiát fogyaszt, és a hozzájuk tartozó stabilizáló áramkörök sem kivételek. Ezért maga a hálózati adapter is energiaigényes-eszköz.
A tápegységbe bevitt energia nem alakítható 100%-ban felhasználható energiává a gazdagépen belüli különböző komponensek számára. Ez az átalakítás hatékonyságának kérdése, amelyet ma tárgyalunk.
Az átalakítás hatékonysága a hálózati adapterek kritikus mutatója. A nagy hatékonyság azt jelenti, hogy magának az adapternek kisebb veszteségei vannak, ami nagyobb energiamegtakarítást eredményez. A hálózati adapter átalakítási hatásfoka a teljes kimeneti teljesítmény osztva a teljes bemeneti teljesítménnyel: Teljesítményhatékonyság η=Po / Pi. Ebben a képletben a Po a kimeneti teljesítményt, a Pi pedig a bemeneti teljesítményt jelenti.
Figyelembe kell venni a hálózati adapter átalakítási hatékonysága és a hőmérséklet-emelkedés közötti kapcsolatot. Mivel az adapter belsőleg elveszít bizonyos mennyiségű energiát, az átalakítási hatékonysága nem lehet 100%. Az adapter által fogyasztott energia hőként jelenik meg. A termelt hő szintje elsősorban az adapter átalakítási hatékonyságától és fizikai méretétől függ. Bizonyos hőelvezetési körülmények között az adapter hőmérséklete meghatározott mértékben emelkedik-a ház hőmérséklete és a környezeti hőmérséklet közötti különbség. Az adapter házának felülete közvetlenül befolyásolja ezt a hőmérséklet-emelkedést. A következő képlet segítségével hozzávetőleges becslés készíthető: Hőmérséklet-emelkedés=Hőellenállási együttható × blokk energiafogyasztás. Magas{10}}hőmérsékletű környezetben az adaptert le kell csökkenteni az energiafogyasztás csökkentése érdekében, ezáltal csökkentve a hőmérséklet-emelkedést, és biztosítani kell, hogy a belső alkatrészek ne lépjék túl a maximális hőmérsékleti határértékeket. Az elektronikus eszközök működési követelményeinek teljesítése mellett az üzemi hőmérséklet emelkedése jelentősen befolyásolja az adapter átlagos meghibásodási idejét (MTBF), ha a kimeneti teljesítmény állandó. A nagy hatékonyság és az alacsony hőmérséklet-emelkedés hosszabb termékélettartamot, kisebb méretet és kisebb súlyt eredményez. A méretről való vita természetesen elvezet bennünket a teljesítménysűrűség témájához.
A hálózati adaptergyártók túlnyomó többsége a teljesítménysűrűséget használja szabványként a termék hatékonyságának mérésére. A teljesítménysűrűséget általában watt per köbhüvelykben (W/in³) fejezik ki. Ha az adapter nem használható a megadott maximális környezeti hőmérsékleti tartományon belül, előfordulhat, hogy nem éri el a megadott maximális kimeneti teljesítményt. A rendelkezésre álló átlagos kimeneti teljesítmény a felhasználható teljesítménysűrűség.
A felhasználható teljesítménysűrűség a következő tényezőktől függ:
■ A. Szükséges kimeneti teljesítmény.Ez az alkalmazás által igényelt maximális átlagos teljesítmény.
■ B. Hőimpedancia.A teljesítménydisszipáció okozta hőmérséklet-emelkedés, általában /W fokban mérve.
■ C. A ház maximális üzemi hőmérséklete.Az összes teljesítményelemnek meghatározott maximális üzemi hőmérséklete van. Ez azt a legmagasabb hőmérsékletet jelenti, amelyet az alkatrész belső elemei működés közben elviselnek. A megbízhatóság megőrzése érdekében a működésnek e hőmérséklet alatt kell maradnia.
■ D. Működési környezeti hőmérséklet.Ez a legrosszabb-esetre a környezeti hőmérsékletre vonatkozik az összetevő működése során. Ha egy teljesítménykomponens túl sok hőt termel, és nem tudja elég gyorsan eloszlatni a környező közegben, akkor a garantált üzemi hőmérséklet túllépése miatt meghibásodhat. Ezért a megfelelő hűtőborda kiválasztása az egyik alapvető feltétele az alkatrészek megbízható működésének.
A teljesítményelemek termikus tervezéséhez szükséges fő paraméterek a következők:
■ 1. Alkatrész üzemi csomóponti hőmérséklete:A gyártó által megadott vagy a termékszabványok által előírt maximális üzemi hőmérsékleti határérték az eszköz számára.
■ 2. Komponens teljesítmény disszipáció:Az eszköz által működés közben fogyasztott átlagos állandósult{0}}áram, az átlagos RMS kimeneti áram és az átlagos RMS feszültségesés szorzataként.
■ 3. Erőteljesítmény-eloszlás:egy adott hőleadó szerkezet hőleadó képességére utal.
■ 4. Hőállóság (R):A hőmérséklet-emelkedés egységnyi teljesítménydisszipációra a közegek közötti hőátadás során.
