如何确定电源的降额百分比

由于电源的效率不是100%，它具有内部能量损耗从而导致元器件温度上升。制造商可以通过为功率器件加装散热器，或将表贴功率器件安装在多层PCB上进行传导散热。热敏感的元器件如电解电容，与有可能工作在高温的发热元器件如变压器和电感，在物理上分开放置。

我们发布过几篇关于高温如何降低电源电解电容寿命的文章。基本上电容温度每升高10℃，其工作寿命将减半。半导体器件也会随着时间而老化，随着工作温度的升高，他们的寿命也大大缩短。

制造商通常提供降额曲线以确保产品能提供令人满意的现场寿命。通常需要考虑几个不同的降额因素。

温度降额是最常见的。以图表的方式显示负载可以获得的最大安全功率大小。图1显示电源可以在高达50℃的环境温度下提供满功率，在70℃时线性降额至50%。

图1：功率降额曲线 vs. 环境温度

安装方向可能导致发热增加，影响对流冷却电源，根据TDK-Lambda RWS150B的使用手册，最有效的安装方式是（A）-侧面安装。请注意不能使用安装方式（E），因为热量会在机壳内部堆积，可能导致过热，缩短其现场寿命。这些图表在安全认证报告中会提及。

图2：RWS150B 安装方向和降额曲线

安装方向(A)允许电源外壳（功率半导体固定在外壳上）与系统机箱之间有一定的热传导。更重要的是，它允许空气通过外壳上的通风孔进入电源，并从顶部排出。

低温降额也可以在图2中找到，在-20℃时为50%功率。正如预期的那样，这与过热无关，而是与低温启动有关。在50%功率下，RWS-B的输出可以平滑启动，而不会重复尝试启动。当电源热机后即可以输出满功率。

输入降额也可能有要求，特别是对于输入为85~265VAC的AC-DC电源。这会影响输入滤波和整流电路（图4）。

图4：输入电路

当输入电压为85Vac时，输入电流更大。EMI滤波器和整流二极管将变得更热因此需要对负载电流进行降额（图5）。

图5: RWS150B 输入降额曲线

12V-48V型号的平均效率为85%，但5V输出型号由于其较低的77%效率，因此额外多了10%的功率降额。输出电压越高，效率越高，消耗的输入电流就越小。

冷却方式也会影响电源可以提供的功率。开架式电源通常提供对流冷却和额外强制风冷下的不同降额曲线。电源上方或内部通过的气流通常会允许更大的输出功率。

图6：传导冷却和强制风冷降额曲线

风量和确保冷却风以正确的方向穿过电源是很重要的。一些制造商展示了最佳的强制冷却风向，以确保提供最大的功率。请注意系统中的其它部件不会限制气流，否则有可能会严重影响可靠性。

最后，重要的是，这些降额百分比是累计的。例如，电源工作在85Vac输入时降额为90%，而在70℃环境温度下允许的功率为50%，那么此时允许的最大输出功率将降额至0.9x0.5。一个150W的电源将降额至最大67.5W。如果这时已经不足以满足您的需求，请考虑使用200W甚至300W的型号。不建议以最大额定功率运行电源。

确定气流是否足够的最佳方法是测量关键元器件的温度, 可以用热电偶测试电源元器件温度。

审核编辑：郭婷