Dodano: środa, 09 lipca 2025r. Producent: Arch

Trzy kluczowe czynniki przy wyborze zasilaczy AC-DC: sprawność, format i wydajność EMI

W miarę szybkiego rozwoju automatyki przemysłowej, infrastruktury ładowania pojazdów elektrycznych, monitorowania energii i aplikacji IoT, wybór odpowiedniego modułu zasilania AC-DC nie jest już tylko kwestią mocy i specyfikacji - teraz ma on bezpośredni wpływ na wydajność systemu, niezawodność i zgodność z międzynarodowymi normami. Niniejszy artykuł koncentruje się na trzech kluczowych wyzwaniach, z jakimi inżynierowie mierzą się podczas wyboru: sprawności, formacie obudowy i ograniczaniu EMI. Opisuje również w jaki sposób ARCH Electronics pomaga klientom pokonywać te wyzwania i przyspieszać czas wprowadzania produktów na rynek.

Typowe wyzwania związane z wyborem, z którymi mierzą się inżynierowie

Niska sprawność prowadzi do przegrzania i problemów termicznych
Szczególnie problematyczne w zamkniętych skrzynkach sterowniczych lub środowiskach o wysokiej temperaturze, często skutkuje obniżeniem mocy lub awarią.
Nadmierne zużycie energii bez obciążenia uniemożliwia przestrzeganie przepisów energetycznych
Szczególnie istotne w przypadku urządzeń IoT oraz inteligentnych liczników, które wymagają mocy w trybie gotowości poniżej 0,5 W.
Niewłaściwy format utrudnia integrację i projekt mechaniczny
Należy wziąć pod uwagę montaż na szynie DIN, ograniczenia przestrzeni na płycie i wymagania dotyczące ochrony obudowy.
Nadmierne zakłócenia elektromagnetyczne powodują problemy związane z certyfikacją i opóźnienia w rozwoju
Wielokrotne przeprojektowywanie i filtrowanie układania komponentów zwiększają koszty BOM i opóźniają harmonogram projektowy.

Dlaczego sprawność ma znaczenie

Efektywność konwersji mocy wpływa nie tylko na zużycie energii, ale także na niezawodność i żywotność systemu. Przykładowo zasilacz o sprawności 90% oszczędza 5W strat ciepła na 100W w porównaniu z jednostką o sprawności 85%. Z czasem znacznie zmniejsza to straty energii i potrzeby w zakresie zarządzania ciepłem.

	Docelowa sprawność	Rekomendowana topologia	Scenariusze zastosowania
<100W	85-90%	Flyback	Elektronika użytkowa, urządzenia kompaktowe
100W-1000W	90-94%	LLC, Forward	Sprzęt przemysłowy, systemy komunikacyjne
>1000W	92-96%	Full-bridge LLC, Phase-shifted Full-Bridge	Serwery, systemy sterowania zasilaniem na dużą skalę

Praktyczne wskazówki dotyczące optymalizacji wydajności:

Wybierz moduły o szerokim zakresie wejściowym, aby zminimalizować straty spowodowane spadkiem napięcia.
Projektuj systemy tak, aby działały przy obciążeniu 60–80% w celu uzyskania optymalnej wydajności.
Wdrażaj prostowanie synchroniczne i PFC w projektach o średniej i dużej mocy.
Wybierz moduły o niskim zużyciu energii bez obciążenia, aby spełnić wymagania ErP lub Energy Star.

Rozważania dotyczące formatu: EMI, przestrzeń i zarządzanie termiczne

Format zasilacza ma wpływ na więcej niż tylko integrację mechaniczną - wpływa na wydajność termiczną, kontrolę EMI i elastyczność instalacji.

Porównanie formatów (EMI / przestrzeń / termiczność / koszt)

Format obudowy	Wydajność EMI	Elastyczność przestrzenna	Zarządzanie termiczne	Koszt	Rekomendowane zastosowania
Moduł zasilania (hermetyczne zamknięcie)	Dobra	Mały footprint	Polega na przewodzeniu	Średni	Sterowanie przemysłowe, motoryzacja, środowiska o dużej wilgotności
Open Frame (montaż na PCB)	Słaba	Doskonała (kompaktowa)	Dobry przepływ powietrza, wymaga ochrony	Niski	Zastosowania o ograniczonej przestrzeni lub wrażliwe na koszty
U-Bracket (metalowa podstawa)	Przeciętna	Przeciętna	Metalowa podstawa wspomaga odprowadzanie ciepła	Średni	Systemy przemysłowe, obudowy półotwarte
Zamknięte (Metalowa obudowa)	Doskonała	Najmniej elastyczny	Dobra konwekcja + uziemienie	Wysoki	Środowiska medyczne, o wysokim poziomie zakłóceń elektromagnetycznych, rygorystyczne wymagania EMC

Wskazówka projektowa: Podczas wybierania formatu zasilacza należy wziąć pod uwagę środowisko pracy (wilgoć/wibracje), ograniczenia przestrzenne (montaż na płycie/szynie), zgodność z EMI (np. klasa B) i metodę chłodzenia (konwekcja naturalna kontra przewodzenie przez obudowę).

Ograniczanie EMI: od kontroli źródła do integracji projektu

EMI (zakłócenia elektromagnetyczne) należy uwzględnić na początku procesu projektowania, a nie jako poprawkę po certyfikacji. ARCH opowiada się za czterostopniową strategią systematycznego zarządzania EMI:

Wybór komponentów:
Wybierz moduły zasilania z wbudowanymi filtrami EMI i wstępnie certyfikowane zgodnie z EN55032 / FCC Class B.
Projekt obwodu:
Zoptymalizuj układ PCB: użyj krótkich ścieżek, uziemienia jednopunktowego, izolacji zasilania/sygnału i dodaj dławiki trybu wspólnego lub kondensatory Y w razie potrzeby.
Układ na poziomie systemu:
Zapewnij krótkie przebiegi kabli, ekranuj wrażliwe linie I/O i oddziel ścieżki zasilania od komponentów sygnałowych, aby zapobiec pętlom promieniowania.
Wczesna walidacja:
Użyj symulacji i testów zgodności EMI na wczesnych etapach projektowania, aby zminimalizować ryzyko i koszty przeprojektowania.

Normy EMI w różnych aplikacjach

Aplikacje	Wspólne standardy EMI	Poziom wymagań
Elektronika użytkowa	EN55032 / FCC Klasy B	Ścisły	Należy zapobiegać zakłóceniom ze strony pobliskich urządzeń RF i bezprzewodowych
Kontrola przemysłowa	EN55011 / CISPR 11 Klasy A/B	Przeciętny	Klasa A dla przemysłu; Klasa B dla środowisk publicznych
Elektronika medyczna	EN60601-1-2	Ścisły	Podkreśla odporność na zakłócenia w systemach o znaczeniu krytycznym dla życia
Komunikacja / Energia	IEC 61000-6-3 / 6-4	Ścisły	Wymaga kontroli przewodzonego, promieniowanego, przepięć i ESD EMI

Źródło: Arch Technology Inc. Tłumaczenie: Gamma Sp. z o.o.

Wskazówka projektowa: Wybór modułów, które są już zgodne z odpowiednimi normami EMI dla Twojego rynku, znacznie upraszcza proces certyfikacji.

Gamma Sp. z o.o. jest autoryzowanym dystrybutorem rozwiązań Arch Electronics w Polsce. Zachęcamy do zapoznania się z ofertą firmy Arch oraz do kontaktu z naszym działem handlowym w celu zamówienia sampli.

Kategorie

Dostawcy

Ważne informacje