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技術專題
電源和惡劣環境
電源和惡劣環境
對于電源而言，惡劣的環境涉及的問題遠不止濕度和灰塵。需要滿足工業環境需求的堅固而高效的內部電源來解決這些應用。
電源和惡劣環境
許多應用需要內部惡劣環境電源，首先是一般工業環境中的電源，包括用于工業控制的逆變器。此類電源采用智能制造，包括數控機床、焊接機和機械臂。
惡劣環境電源適用于智能交通，包括電子交通控制和交通 LED 顯示屏等關鍵任務系統。環保系統還需要惡劣環境電源，包括空氣、水、土壤質量、垃圾分類和分類的監控系統。惡劣環境電源的其他應用包括自動化存儲柜（例如亞馬遜投遞箱或醫院藥柜）、充電樁和電池管理系統等產品。
隨著對此類系統和設備的需求不斷增長，對在惡劣環境中運行的可靠、高效電源的需求也在增長。
惡劣環境下電源的挑戰
上述應用和系統的內部電源面臨著一系列挑戰。它們可能會受到顯著的電壓變化、極端電涌和雷擊的影響，這可能會對電源及其供電的設備造成嚴重損壞。惡劣的 EMI，尤其是在工業環境中，也是一個嚴重的問題（由于有許多來源，很難避免電磁干擾）。
通常，電源還必須能夠在低溫下高效啟動，并面臨工作溫度的廣泛變化和高濕度帶來的挑戰。為了將其集成到它所供電的系統中，電源本身也存在必須解決的冷卻問題，但可用空間有限。
圖 1.電源的惡劣環境因素
堅固型電源的特性
堅固型電源必須具有較寬的輸入電壓范圍和出色的過壓和浪涌抗擾度，才能安全可靠地運行。
請記住，當超過輸入電壓額定值時，結果可能包括組件和系統損壞或故障，并影響 EMI 濾波器的有效性。寬輸入電壓范圍和強大的瞬態保護電路使電源能夠適應因電源浪涌和掉電等問題而引起的變化。
配電盤處的浪涌最為嚴重，并且電源必須根據其在系統中的位置進行適當的過壓分類，請參見圖 2。
圖 2.過壓類別
它們還需要支持較寬的工作溫度范圍并能抵抗高濕度水平。當超過電源的最高工作溫度時，它會迅速導致性能、組件故障和可靠性發生變化。濕度會導致冷凝——水既具有導電性又具有腐蝕性，這就是為什么即使在濕度水平升高的情況下，惡劣環境的電源也必須能夠可靠且可預測地運行。
此外，現代應用需要緊湊的尺寸和低調的外形，必須封裝在耐用材料中，以支持通過自由空氣對流進行冷卻。當然，這是在滿足適用標準的要求和擁有適當的認證之外。
CUI VGS 100W 惡劣環境電源
該CUI VGS 100W產品系列是單輸出底座安裝式內部AC-DC電源，為110 W的輸出提供的。它們專為惡劣環境的工業應用而設計，并安裝在低調、堅固的金屬外殼內。
CUI VGS 100W 電源具有 85 ~ 305 VAC (120 ~ 431 Vdc) 的寬輸入范圍，并已被評為輸入過壓類別 III，具有比正常浪涌更強的抗擾性。作為 III 類，電源設計用于與保護和控制面板、插座和設備一起使用以監控電氣值。它們還提供短路過流保護和輸出過壓保護。
工業 AC-DC 電源結構緊湊，尺寸為 129 x 97 毫米，外形非常低，只有 30 毫米。如前所述，它們安裝在堅固的鍍鋅鋁 1100 金屬外殼中，支持對流冷卻。它們還具有 -30°C 至 70°C 的寬工作溫度范圍和 90% 的最大工作濕度。作為附加選項，這些電源還可以提供保形涂層，以保護內部電路免受濕氣、灰塵和其他污染物的損壞，
CUI VGS 100W 電源（圖 3）通過了 UL/EN/IEC 62368 認證，旨在滿足 IEC/EN 61558、IEC/EN 60335 系統要求和 CISPR/EN55032 B 類輻射/傳導發射要求。它們也是具有基本絕緣層和接地導電底盤的 IEC 安全等級 I。如果基本絕緣失效，任何帶有危險電壓的導體都將通過底盤接地，以防止接觸高壓。
圖 3. CUI 的 VGS-100W 系列 AC/DC 電源
為了減少工業應用中的待機功耗，該系列電源能夠適應 0.3 至 0.5 W 的空載功耗。在 230 VAC 下測量的效率范圍為 85.5% 至 90.5%。