指定電源時必須考慮什么？

在我們之前關于指定電源的博客中，我們重點介紹了第 2 部分中的輸出端和第 1 部分中的輸入要求。但是，這些都是電氣規格。在涵蓋要求的最后一部分中，我們將介紹您可能需要考慮的其他一些方面。
許多是環保的，但有些對可制造性很重要，例如焊接配置文件。讓我們深入了解細節！

電源規格還包括哪些內容？

在指定超出電氣要求的電源時，您需要注意一系列其他方面。例如，電源不是100%高效，轉換過程中損失的能量以熱量的形式消散。在許多環境中，這可能不是問題。但是，如果設備運行的環境溫度非常高，則可能是。您還需要考慮濕度、海拔和大氣壓力。在下一節中，我們將提供有關這些參數何時變得重要以及如何定義它們的一些背景知識。

溫度范圍

圍繞溫度，通常有兩個或三個關鍵點需要考慮。最容易定義的是存儲溫度，它提供了不使用時存儲電源的環境溫度的上限和下限。

二是工作溫度。同樣，規定了環境溫度的上限和下限。在這里，必須了解“環境”是相對于電源設備定義的。這意味著，如果設備內置在機柜或外殼中，則必須考慮內部溫度。如果外殼中的其他組件（例如電機或其他電源轉換器）也散熱，則內部溫度可能會變得很大。

最后，某些器件（如 DC/DC 轉換器）可能會在工作期間定義其外殼溫度限制。

冷卻系統

在大多數處理和控制電源的系統中，熱量是一個關鍵挑戰，并且通常會努力解決這個問題。規范可能規定電源需要“自然對流”冷卻。如果是這種情況，預計空氣可以以大約 20 LFM（線性英尺/分鐘）或 0.1 m/s 的速度流過裝置。“自然”這個詞在這里會引起混淆，所以雖然不需要風扇，但也應該理解，設備周圍的空氣一定不能靜止。在大多數應用中，這種最小流速是由“煙囪效應”引起的，煙囪效應是熱空氣從電源上升的自然結果的名稱。如果無法做到這一點，可能需要另一種冷卻方法。

如果指定了自然對流冷卻，則預計電源周圍的空氣可以移動而不是靜止。

某些電源可能需要傳導冷卻以增強冷卻，在這種情況下，將定義特定尺寸的安裝板。

如果需要強制冷卻，這將以LFM或m / s為單位指定，以便可以找到合適的風扇。

相對濕度

空氣中的水蒸氣量是指它可以容納的最大量，定義為相對濕度。但是，空氣可以容納的水量隨氣壓而變化。在電源數據表中，通常會給出設備可以運行的相對濕度上限，這意味著不可能形成冷凝液滴。但是，還應該注意的是，這被理解為非冷凝濕度。該值作為上限提供，在工作環境溫度范圍內有效。

在相對濕度水平較高的相對溫度下，冷凝仍可能發生。例如，在 95% 的相對濕度、60°C 的環境溫度和 2000 MASL（海拔米）下，59°C 以下的表面上會形成冷凝。 如果您擔心這可能是一個問題，各種在線露點計算器可以幫助您進行數學計算。

運行期間的海拔高度和大氣壓力

空氣的壓力隨高度而變化，這反過來又會影響空氣的電導率。如果您的應用與安全相關，則在較高海拔高度操作時，間隙距離需要更大。IEC 60601-1 是一種醫療電氣設備標準，提供了不同高度間隙距離的乘法系數表。總而言之，電源通常在比給定的高度更高的高度運行，但實施的間隙距離將不再滿足安全要求。

IEC 60601-1 中提供了乘法系數，用于確定較高海拔的間隙距離。

大氣壓力可以作為電源可以正常運行的范圍給出。這也可用于計算最大和最小工作高度。

可靠性

電源的設計和制造是勤奮和謹慎的，但沒有什么是永恒的。提供可靠性值，以便設計人員評估預期壽命。通常，這些以MTBF（平均故障間隔時間）的小時（h）為單位給出。

MTBF僅適用于“使用壽命”（不包括早期故障和磨損）。MTBF可以通過多種方式確定，其中之一是MIL-HDBK-217F（軍事手冊217F）。這種特定方法在其計算中使用部署的組件數作為指標，假設使用更多組件會降低可靠性并降低 MTBF。MTBF 值的范圍可以從幾千小時到數百萬小時不等。因此，請務必注意：MTBF 時間不是預期的生命周期！MTBF 是在非常特定的條件下使用壽命期間故障間隔的統計值。但是，實際使用壽命通常比MTBF值短得多，并且隨時可能發生故障。

焊接型材和濕度敏感性

組件在生產中很少手工焊接，因此制造團隊必須知道自動波峰或氣相焊接設備允許的最高溫度和持續時間。推薦的溫度和時間可以簡單地以數字給出，或者在其他情況下，將參考焊接曲線標準（例如，J-STD-020D）。

如果在進行焊接過程之前，如果過多的水分滲透到封裝中，表面貼裝器件 （SMD） 可能會損壞。加熱時的快速水分膨脹會導致組件包裝分層和裂縫。此類組件將裝在密封袋中交付，并且必須在其MSL（濕度敏感度等級）定義的時間段內進行處理。未能滿足此時間限制將需要在焊接前烘烤零件以降低水分含量。

焊接曲線通常以溫度隨時間變化的圖表形式提供。

其他規格

由于沖擊和振動，某些環境會使電子設備承受各種物理應力。可以承受的極限將以數字或參考特定標準（例如，IEC60028-2）給出。

然后是與環境保護有關的規范。這將包括符合REACH或RoHS，但也可能包括鐵路應用的可燃性。如果相關，將提供用于構建電源轉換器的材料，例如PCB，灌封化合物和外殼材料。

審核編輯：郭婷