L’eficiència de l’alimentació de commutació té un impacte significatiu i polifacètic en l’ús de l’equip i la pròpia font d’alimentació, que es reflecteix principalment en els aspectes següents:
A: Influència en l’ús d’equips:
1, Costos de consum d’energia i operació:
Alta eficiència: la potència d’entrada es converteix en potència de sortida de manera més eficient, amb menys energia malgastada (principalment en forma de calor) . Això significa que l’equip consumeix menys energia de la graella, reduint directament la factura d’electricitat operativa de l’equip
Baixa eficiència: es perd més potència d’entrada i el dispositiu ha de consumir més electricitat per aconseguir la mateixa sortida, donant lloc a factures d’electricitat més elevades .
2, Requisits de dissipació de calor i temperatura del dispositiu:
Alta eficiència: baixa pèrdua de potència i generació de calor baixa . Això redueix molt els requisits de refrigeració del dispositiu: ■ No es pot requerir cap ventilador o només es pot requerir un petit ventilador de baixa velocitat i el dispositiu funciona més tranquil . ■ La temperatura global dins del dispositiu és més baixa, cosa que ajuda a millorar la fiabilitat i la vida d’altres components electrònics {{3.}} ■ ■ ■ ■ ■ La temperatura del dispositiu és la temperatura del dispositiu és la temperatura del dispositiu és la temperatura del dispositiu. inferior, que millora l'experiència de l'usuari (e . g . ordinadors portàtils i els carregadors de telefonia mòbil no són calents al tacte)
Eficiència baixa: dissipació d’alta potència i generació de calor elevada . Això resulta en: ■ Els sistemes de refrigeració més grans i més potents (es requereixen els dissipadors de calor, els ventiladors), el cost creix Seguretat .
3, volum i pes:
Alta eficiència: baixa pèrdua significa disabsires de calor més petites, ventiladors més petits (o sense ventiladors), fent que l’alimentació en si mateixa i els dispositius que es basin en ella siguin més compactes i més lleugers . per exemple, el volum d’un carregador ràpid d’alta eficiència és molt menor que el d’un carregador ràpid tradicional basat en silici .}
Baixa eficiència: es requereixen grans discapres de calor i potents ventiladors per fer front a la calor elevada, donant lloc a subministraments i dispositius més grans i pesats .
4, fiabilitat i vida útil (indirecta però important):
Alta eficiència: la generació de calor baixa és un factor clau en la vida dels components electrònics . Quan els components interns de l’alimentació (com ara els condensadors electrolítics i els tubs d’interruptor d’alimentació) funcionen a temperatures més baixes, la seva velocitat d’envelliment s’alenteix i la velocitat de fallada es redueix, ampliant així la vida de servei del subministrament d’alimentació i tot el dispositiu .}}}}}}}}}}}}}}}}}
Baixa eficiència: L’entorn d’alta temperatura accelerarà l’envelliment dels components (especialment els condensadors electrolítics que s’assequen i falla), augmentarà significativament el risc de fallada de l’alimentació i reduir la vida dels equips . El sistema de dissipació de calor (com els ventiladors) també és un punt de fallada potencial .
5, durada de la bateria (per a dispositius amb bateria):
Alta eficiència: en dispositius amb bateria (e . g . ordinadors portàtils, telèfons mòbils, drons), una alimentació d'alta eficiència significa lliurar energia de la bateria a la càrrega de manera més eficient, reduint els residus d'energia en el procés de conversió i, per tant, estenent significativament la durada de la bateria del dispositiu .
Baixa eficiència: una gran quantitat d’energia de la bateria es consumeix per la pròpia font d’alimentació, donant lloc a una reducció significativa del temps de funcionament disponible .
6, adaptabilitat ambiental
Alta eficiència: la generació de calor baixa fa que sigui millor en espais confinats o amb entorns d’alta temperatura, i és menys probable que es tregui o falla a causa del sobreescalfament .
Baixa eficiència: en entorns d’alta temperatura o poc ventilats, s’agreujaran problemes sobreescalfadors, cosa que pot provocar que el rendiment del dispositiu disminueixi (com la reducció de la freqüència de la CPU), desencadeni l’aturada de protecció de sobreescalfament o fins i tot danys .}
B, Infulence a la pròpia font d’alimentació:
1, tensió i fiabilitat tèrmica:
Alta eficiència: l’augment de la temperatura interna de l’alimentació és baixa i l’estrès tèrmic imposat als components (semiconductors, components magnètics, condensadors) és petita . Els components funcionen dins dels seus marges de seguretat dissenyats, amb alta fiabilitat i llarga vida . ◦
Baixa eficiència: la temperatura interna de l’alimentació augmenta i els components estan sotmesos a una enorme tensió tèrmica . L’operació a llarg termini accelera l’envelliment de materials i la deriva de paràmetres i la velocitat de fallada augmenta significativament (com ara el condensador electrolític i el desglossament tèrmic del tub))
2, Complexitat i cost del disseny tèrmic:
Alta eficiència: els requisits de dissipació de calor baixa, poden utilitzar dissipadors de calor més petits i simples, o fins i tot refrigeració natural de convecció (sense ventiladors), reduint la dificultat de disseny i el cost del material del sistema de refrigeració .
Baixa eficiència: ha d’utilitzar solucions de refrigeració més complexes, més grans i més cares (grans dissipadors de calor, canonades de calor, potents ventiladors), augmentant la complexitat del disseny, el cost del material i el cost de fabricació de l’alimentació .
3, Requisits de selecció de components:
Alta eficiència: per aconseguir una alta eficiència, normalment cal utilitzar components amb un millor rendiment i menor pèrdua (com ara dispositius de potència GaN/sic, nuclis magnètics de baixa pèrdua i condensadors baixos) . Aquests components poden costar més, però poden reduir les pèrdues . ◦
Baixa eficiència: els requisits per als components són relativament baixos i es poden utilitzar dispositius de baix cost però de pèrdua superior .
4, Densitat de poder:
Alta eficiència: requisits baixos de pèrdua i baixa de dissipació de calor permeten una major sortida de potència en el mateix volum o volum menor a la mateixa potència, i . e . Densitat de potència superior . Aquesta és la clau per a la miniaturització dels dispositius electrònics moderns .
Baixa eficiència: alta pèrdua i un sistema de dissipació de calor gran limiten l’augment de la densitat de potència i el volum d’alimentació és relativament gran .
5, Complexitat del disseny:
Alta eficiència: la recerca d’una eficiència extrema requereix sovint l’ús de topologies més avançades (com la ressonància de LLC, la subjecció activa), les estratègies de control més sofisticades (com el control digital, el control adaptatiu) i els dissenys complexos EMI/EMC, cosa que augmenta la dificultat de disseny i el cost de desenvolupament de la subministrament d’alimentació .
Baixa eficiència: es poden utilitzar topologies relativament simples (com el flyback) i els mètodes de control i el disseny és relativament senzill .
L’objectiu important del disseny d’alimentació d’alimentació . els avantatges que comporta una alta eficiència, com ara l’estalvi d’energia, la temperatura baixa, la mida petita, la fiabilitat i la vida llarga, són crucials per al rendiment, l’experiència dels usuaris, els costos operatius i l’impacte ambiental dels equips finals {{1}, tot i que els subministraments d’alimentació d’alta eficiència poden augmentar el cost inicial del component o disseny de tot el cicle de vida (inclosos els costos d’electricitat, els costos de manteniment i els costos de reemplaçament) . amb el desenvolupament de la tecnologia de semiconductor (GAN, sic) i la tecnologia de topologia/control, les fonts d’alimentació d’alta eficiència són cada cop més populars i rendibles .
