Strømadapterkonverteringseffektivitet
En strømadapter er i det væsentlige en integreret transformer, der består af en transformer, en AC/DC-konverter og tilsvarende spændingsstabiliserende kredsløb. Enkelt sagt indeholder denne integrerede enhed to hovedkomponenter: transformeren og strømomformeren. Begge disse komponenter forbruger i sagens natur elektrisk energi, og deres tilknyttede stabiliseringskredsløb er ingen undtagelse. Derfor er selve strømadapteren også en-energiforbrugende enhed.
Energitilførslen til strømforsyningen kan ikke 100 % omdannes til brugbar energi for de forskellige komponenter i værtsenheden. Det er spørgsmålet om konverteringseffektivitet, vi diskuterer i dag.
Konverteringseffektivitet er en kritisk indikator for strømadaptere. Høj effektivitet betyder, at selve adapteren pådrager sig mindre tab, hvilket fører til større energibesparelser. Konverteringseffektiviteten for en strømadapter er defineret som den samlede udgangseffekt divideret med den samlede indgangseffekt: Effekteffektivitet η=Po / Pi. I denne formel repræsenterer Po udgangseffekt, og Pi repræsenterer inputeffekt.
Forholdet mellem en strømadapters konverteringseffektivitet og dens temperaturstigning skal behandles. Da adapteren internt mister en vis mængde strøm, kan dens konverteringseffektivitet ikke være 100 %. Den strøm, der forbruges af adapteren, viser sig som varme. Niveauet af genereret varme afhænger primært af adapterens konverteringseffektivitet og dens fysiske størrelse. Under visse varmeafledningsforhold vil adapteren have en specifik temperaturstigning-forskellen mellem dens hustemperatur og den omgivende temperatur. Overfladearealet af adapterens kabinet påvirker direkte denne temperaturstigning. Et groft skøn kan laves ved hjælp af denne formel: Temperaturstigning=Termisk modstandskoefficient × Blokstrømforbrug. I miljøer med høje{10}}temperaturer skal adapteren nedsættes for at reducere dens strømforbrug og derved sænke temperaturstigningen og sikre, at de interne komponenter ikke overskrider deres maksimale temperaturgrænser. Ud over at opfylde driftskravene for elektroniske enheder, påvirker driftstemperaturstigningen adapterens gennemsnitlige tid mellem fejl (MTBF), når udgangseffekten er konstant. Høj effektivitet og lav temperaturstigning resulterer i længere produktlevetid, mindre størrelse og reduceret vægt. Denne diskussion af størrelse fører os naturligvis til emnet magttæthed.
Langt de fleste producenter af strømadaptere bruger strømtæthed som standard til at måle produktets effektivitet. Effekttæthed udtrykkes typisk i watt pr. kubiktomme (W/in³). Hvis adapteren ikke kan bruges inden for det specificerede maksimale miljøtemperaturområde, opnår den muligvis ikke den angivne maksimale udgangseffekt. Den tilgængelige gennemsnitlige udgangseffekt er den anvendelige effekttæthed.
Brugbar effekttæthed afhænger af følgende faktorer:
■ A. Påkrævet udgangseffekt.Dette er den maksimale gennemsnitlige effekt, der kræves af applikationen.
■ B. Termisk impedans.Defineret som temperaturstigningen forårsaget af effekttab, normalt målt i grader /W.
■ C. Maksimal kassedriftstemperatur.Alle strømkomponenter har en specificeret maksimal driftstemperatur for kabinettet. Dette refererer til den højeste temperatur, som komponentens indre elementer kan modstå under drift. For at opretholde pålideligheden skal driften forblive under denne temperatur.
■ D. Driftsomgivelsestemperatur.Dette henviser til den værste-omgivelsestemperatur under komponentens drift. Hvis en strømkomponent genererer for meget varme og ikke kan sprede den hurtigt nok til det omgivende medium, kan den fejle på grund af overskridelse af dens garanterede driftstemperatur. Derfor er valg af en passende køleplade en af de væsentlige betingelser for pålidelig komponentdrift.
De vigtigste parametre, der kræves til det termiske design af strømkomponenter, er som følger:
■ 1. Komponentens driftsforbindelsestemperatur:Den maksimalt tilladte driftstemperaturgrænse for enheden, leveret af producenten eller påbudt af produktstandarder.
■ 2. Komponenteffekttab:Den gennemsnitlige stabile-state strøm, der forbruges af enheden under drift, defineret som produktet af den gennemsnitlige RMS-udgangsstrøm og det gennemsnitlige RMS-spændingsfald.
■ 3. Strømafbrydelse af strømenheder:refererer til varmeafledningskapaciteten af en specifik varmeafledningsstruktur.
■ 4. Termisk modstand (R):Temperaturstigningen pr. enhed af effekttab, når varme overføres mellem medier.
