Електрична потужність джерела живлення - це максимальний струм, який повинен подаватися джерелом живлення, підключеним до навантаження, зберігаючи всі параметри, перелічені в каталозі (вихідна напруга, потужність тощо) і працюючи відповідно до технічних умов в умовах навколишнього середовища (температура, вологість тощо).

електрична

За системою СІ електричний струм виражається в амперах (А). Електричний струм може бути виражений в міліамперах (мА).
1 мА дорівнює 1/1000 А, тобто 1000 мА = 1 А (наприклад, 600 мА = 0,6 А).

Рисунок 1: Явища між джерелом живлення та навантаженням

2 - Навантаження
U - напруга
I - Електроенергія
R - опір навантаженню
P - Потужність, що виробляється навантаженням

На схемі показано взаємозв'язок між джерелом живлення (1) та навантаженням (2). Джерело електричної енергії (джерело живлення) забезпечує споживану резистором потужність. Навантаження, показане на схемі з сигналом опору, має (R) опір і (P) вихід. Навантаження може перетворити електричну енергію в іншу форму енергії, наприклад світло (лампочка) або тепло (нитка розжарення).

Під електричною ефективністю мається на увазі максимальний струм, який джерело живлення може подавати до навантаження, і тісно пов'язаний з потужністю навантаження. Це основний закон електричних систем, тобто закон Ома. Описує взаємозв'язок між напругою (V), струмом (A), опором (R) або потужністю (P).

Більш корисною формулою із закону Ома для розрахунку максимального вихідного струму джерела живлення є:

Після перетворення отримуємо формулу максимальної вихідної потужності джерела живлення:

I - вихідний струм в амперах [А],
P - вихідна потужність у ватах [Вт],
U - вихідна напруга у вольтах [В],
R - опір навантаження.

Далі наведено приклад розрахунку джерела живлення 12 В і 5 А (застосування закону Ома).

Малюнок 2. Застосування закону Ома (приклад обчислення)

Ми маємо вихідне джерело живлення 12 В зі струмом 10 А. Розрахуйте свою максимальну ефективність:

Ми маємо вихідне джерело живлення 12 В зі струмом 10 А. Розрахуйте свою максимальну ефективність:

Отримано джерело живлення з вихідною напругою 12 В та потужністю 150 Вт. Обчислити струм:

Якщо блок живлення призначений для безперервної роботи (24 години), рекомендується, щоб номінальний струм джерела живлення не перевищував 80% від максимального струму. Це тісно пов’язано з температурою, що виробляється в ній. Струм (або потужність) джерела живлення завжди повинен бути пов'язаний з робочою температурою - тобто температурою навколишнього середовища (повітря), в якій працює джерело живлення.

Ніколи не використовуйте пристрій при температурі вище 50 ° C (в ідеалі до 40 ° C), хоча виробники часто встановлюють більш високі робочі температури. Є блоки живлення, де виробники встановлюють максимальну температуру 70 ° C. У цьому випадку технічна документація повинна бути ретельно проаналізована. Є блоки живлення, де максимальна робоча температура становить 30 ° C.

Відмінне модульне джерело живлення 12 В/12,5 А/150 Вт. Задана робоча температура: -10 ° C 70 ° C-ig. Однак у документації виробники розмістили графік (рис. 3) у функції робочої температури для процентного навантаження.

Малюнок 3. Графік відсотка живлення як функція робочої температури

Як показано на графіку, джерело живлення може забезпечувати повну потужність навантаження, але лише до 50 ° C. Якщо він працює при зовнішній температурі 70 ° C, пристрій може бути завантажений до 50%, тобто з половиною максимального струму. Це означає, що при температурі навколишнього середовища 70 ° C ККД джерела живлення зменшується вдвічі. У цьому випадку вона зменшується з 12,5 А до 6,25 А.

Модульне джерело живлення 12 В/5 А/60 Вт. Задана робоча температура: -10 ° C 40 ° C. Однак виробник включив у документацію графік (рисунок 4) дозволеного вихідного струму (IN) джерела живлення як функції температури навколишнього середовища (тамб) (для поточного навантаження).

Малюнок 4. Графік дозволеного вихідного струму джерела живлення (IN) як функції температури навколишнього середовища (тамб) (для поточного навантаження).

Як показано в таблиці вище, джерело живлення може забезпечувати максимальний струм навантаження, але лише 30 ° C температури. При експлуатації при зовнішній температурі 40 ° C пристрій може завантажуватися до 70%.
В цьому випадку:
- температура навколишнього середовища (тамб) 30 ° C - максимальний струм 5А,
- температура навколишнього середовища (тамб) 40 ° C - максимальний струм 3,5А.

Можна припустити, що висока якість джерела живлення характеризується високою робочою температурою при максимальному номінальному струмі. Залежно від ефективності джерела живлення, частина енергії, що подається на пристрій, буде втрачена для нагрівання. Якщо низькоефективний блок живлення розміщений у закритому корпусі, електричні вузли пристрою можуть значно підвищити температуру всередині корпусу. Це призводить до значного зниження поточної ефективності енергопостачання.

Нижче (Рисунок 5) наведено температурний тест для недорогих 12 В/10 Модульних низьковольтних камер живлення з різними джерелами живлення при температурі навколишнього середовища 25 ° C.

Малюнок 5. Випробування температури для недорогої модульної камери датчика температури джерела живлення

A - Навантаження 10 A
B - Навантаження 8 A
C - Навантаження 5 А

Як ви можете бачити на малюнках, деякі частини джерела живлення досягають дуже високих температур. Дросельний клапан на вихідному фільтрі нагрівається найбільше. Цей блок живлення має низький ККД і втрачає багато енергії на тепло.

У разі джерела живлення з регулюванням вихідної напруги, слід враховувати, що сила струму, тобто максимальний струм, що подає навантаження, визначається виробником для номінальної вихідної напруги. Якщо вихідна напруга збільшена, вихідний струм необхідно зменшити.

Блок живлення з вихідною напругою 12 В і вихідною потужністю 500 Вт, з регулюванням вихідної напруги між 11,6 і 16,2 В. Його потужність розрахована для номінальної напруги 12 В.

Блок живлення з вихідною напругою 12 В і вихідною потужністю 500 Вт, з регулюванням вихідної напруги між 11,6 і 16,2 В. Його потужність розрахована для номінальної напруги 12 В.

Якщо вихідну напругу збільшити до 16,2 В, ефективність джерела живлення:

Як бачите, максимальний струм (тобто ефективність джерела живлення до джерела живлення) зменшився більш ніж на 10 А відносно номінального струму.