TopSłownik technicznyWydajność prądowa zasilacza

Wydajność prądowa zasilacza

Wydajność prądowa zasilacza to maksymalny prąd, jaki powinien dostarczać zasilacz podłączony do obciążenia, zachowując wszystkie parametry zawarte w nocie katalogowej (napięcie wyjściowe, moc itp.) i pracując w zgodnych ze specyfikacją warunkach środowiskowych (temperatura, wilgotność itp.).

 

Zgodnie z układem SI natężenie prądu elektrycznego wyrażane jest w amperach (A). Prąd może też być wyrażony w miliamperach (mA).
1 mA jest równy 1/1000 A, czyli 1000 mA = 1 A (np. 600 mA = 0,6 A).

 

Rys. 1. Zjawiska zachodzące między zasilaczem a obciążeniem

 


2 - Obciążenie
U - Napięcie
I - Prąd
R - Rezystancja obciążenia
P - Moc, która wydziela się w obciążeniu

Schemat (rys. 1) pokazuje zjawiska, które zachodzą między zasilaczem (1) a obciążeniem (2). Źródło energii elektrycznej, jakim jest zasilacz, dostarcza do obciążenia energię, która jest przez nie absorbowana. W obciążeniu, które na rysunku przedstawione jest za pomocą symbolu rezystora i posiada oporność (R), wydziela się moc (P). Obciążenie może zamieniać energię elektryczną w inną formę energii, na przykład w światło (żarówka) albo w ciepło (grzejnik).

 

Poprzez wydajność prądową rozumiemy maksymalny prąd, który może dostarczyć zasilacz do obciążenia, i jest on ściśle powiązany z jego mocą wydzielającą się na obciążeniu. Wynika to z podstawowego prawa dla układów elektrycznych, czyli prawa Ohma. Opisuje ono zależności między napięciem (V), prądem (A), rezystancją (R) lub mocą (P).

 

Podstawowy wzór prawa Ohma:

 

Bardziej przydatny wzór z prawa Ohma na obliczenie maksymalnego prądu wyjściowego zasilacza:

 

Po przekształceniu otrzymujemy wzór na maksymalną moc wyjściową zasilacza:

 

gdzie:

I – prąd wyjściowy wyrażony w amperach [A],
P – moc wyjściowa wyrażona w watach [W],
U – napięcie wyjściowe wyrażone w woltach [V],
R – rezystancja (oporność) obciążenia.

 

Poniżej zamieszczono przykład obliczeń (zastosowania prawa Ohma) zasilacza o napięciu 12 V i wydajności prądowej 5 A.

 

Rys. 2. Zastosowania prawa Ohma (przykład obliczeń)

 

Moc

 

Rezystancja

 

Prąd 

albo

 

Napięcie 

Inne przykłady:

Dysponujemy zasilaczem o napięciu wyjściowym 12 V i wydajności prądowej 10 A. Obliczmy jego maksymalną moc:

 

Zasilacz o napięciu wyjściowym 12 V i mocy 150 W. Obliczmy jego wydajność prądową:

 

W przypadku, gdy zasilacz przeznaczony jest do pracy ciągłej (24 h), zalecane jest, by prąd znamionowy zasilacza nie przekraczał 80% prądu maksymalnego. Ma to ścisły związek z temperaturą, która się w nim wydziela. Parametr, jakim jest wydajność prądowa zasilacza (albo moc), powinien zawsze odnosić się do temperatury pracy – czyli temperatury otoczenia (powietrza), w którym pracuje zasilacz.

 

Należy absolutnie unikać pracy tego urządzenia w temperaturach wyższych niż 50°C (najlepiej, by było to maksymalnie 40°C), mimo że producenci często podają wyższą temperaturę pracy. Istnieją zasilacze dla których producenci podają maksymalną temperaturę 70°C. W takim przypadku należy dokładnie przeanalizować dokumentację techniczną. Występują też zasilacze dla maksymalnej temperatury pracy 30°C.

 

Przykład 1.

Wysokiej jakości zasilacz modułowy 12 V/12,5 A/150 W. Podana temperatura pracy: -10°C do 70°C. Jednak w dokumentacji producent zamieścił wykres (rys. 3) obciążenia procentowego w funkcji temperatury pracy.

 

Rys. 3. Wykres obciążenia procentowego zasilacza w funkcji temperatury pracy

 

Jak widać na wykresie, zasilacz może dostarczać do obciążenia pełną moc, ale tylko do temperatury 50°C. Przy pracy w temperaturze zewnętrznej 70°C urządzenie można obciążyć w 50%, czyli połową prądu maksymalnego. Oznacza to, że przy temperaturze otoczenia 70°C wydajność prądowa zasilacza zmniejsza się o połowę. W tym przypadku spada z 12,5 A do 6,25 A.

 

Przykład 2.

Zasilacz modułowy 12 V/5 A/60 W. Podana temperatura pracy: -10°C do 40°C. Jednak w dokumentacji producent zamieścił wykres (rys. 4) dopuszczalnego prądu wyjściowego (IN) zasilacza w zależności od temperatury otoczenia (tamb) (dla obciążenia chwilowego).

 

Rys. 4. Wykres dopuszczalnego prądu wyjściowego (IN) zasilacza w zależności od temperatury otoczenia (tamb) (dla obciążenia chwilowego)

 

Jak widać na powyższym wykresie, zasilacz może dostarczać do obciążenia maksymalny prąd, ale tylko do temperatury 30°C. Przy pracy w temperaturze zewnętrznej 40°C urządzenie można obciążyć w 70%.
W tym przypadku:
– temperatura otoczenia (tamb) 30°C – maksymalny prąd 5 A,
– temperatura otoczenia (tamb) 40°C – maksymalny prąd 3,5 A.

 

Można przyjąć, że o wysokiej jakości zasilacza świadczy wysoka temperatura pracy przy możliwości obciążenia maksymalnym prądem znamionowym. W zależności od sprawności zasilacza część energii dostarczonej do urządzenia tracona jest na ciepło. Jeżeli zasilacz o niskiej sprawności umieścimy w obudowie zamkniętej, to grzejące się podzespoły elektroniczne urządzenia mogą znacząco podnieść temperaturę wewnątrz obudowy. Skutkuje to istotnym zmniejszeniem wydajności prądowej zasilacza.

 

Poniżej pokazano test temperaturowy (rys. 5) kamerą termowizyjną dostępnego na rynku taniego zasilacza modułowego 12 V/10 A dla różnych prądów obciążenia przy temperaturze otoczenia 25°C.

 

Rys. 5. Test temperaturowy kamerą termowizyjną taniego zasilacza modułowego

 


A - Obciążenie 10 A
B - Obciążenie 8 A
C - Obciążenie 5 A

Jak widać na zrzutach niektóre elementy zasilacza osiągają bardzo wysoką temperaturę. Najbardziej grzeje się dławik filtru wyjściowego. Zasilacz ten ma niską sprawność, dużo energii jest traconej na ciepło.

 

W przypadku zasilacza wyposażonego w regulację napięcia wyjściowego trzeba wziąć pod uwagę, że jego wydajność prądowa, czyli maksymalny prąd, który dostarcza zasilacz do obciążenia, jest podany przez producenta dla znamionowego napięcia wyjściowego. Jeżeli zwiększymy napięcie wyjściowe, to należy zredukować prąd wyjściowy.

 

Przykład 3.

Zasilacz o napięciu wyjściowym 12 V i mocy 500 W z regulacją napięcia wyjściowego od 11,6 do 16,2 V. Obliczamy jego wydajność prądową dla napięcia znamionowego 12 V.

 

Jeżeli zwiększymy napięcie wyjściowe do 16,2 V, to jego wydajność prądowa wyniesie:

 

Jak widać maksymalny prąd (czyli wydajność prądowa zasilacza) zmniejszył się w stosunku do prądu znamionowego o ponad 10 A.

 


Netto:0.00 USD
Brutto:0.00 USD
Waga:0.00 kg
Gwarancja dzisiejszej wysyłki, jeśli zamówisz w czasie:
Szczególnie polecamy
ZASILACZ 12V/5A/5.5
12V/5A/5.5

Netto: 9.96 USD

Switch PoE GTS-B1-10-82G 10-PORTOWY
GTS-B1-10-82G

Netto: 99.63 USD

TRANSFORMATOR WIDEO TR-1D-UHD*P2
TR-1D-UHD*P2

Netto: 2.70 USD

ZASILACZ IMPULSOWY 12V/1A/5.5*P100
12V/1A/5.5*P100

Netto: 302.02 USD

KAMERA WANDALOODPORNA AHD, HD-CVI, HD-TVI, PAL APTI-H24V3-2812W - 1080p 2.8 ... 12 mm
APTI-H24V3-2812W

Netto: 45.25 USD

PATCH PANEL KEYSTONE PP-24/FX/C
PP-24/FX/C

Netto: 14.74 USD

ZASILACZ 12V/2A/5.5
12V/2A/5.5

Netto: 4.58 USD

SKRĘTKA UTP/K5/305M/ZEL/CON
UTP/K5/305M/ZEL/CON

Netto: 0.29 USD

REJESTRATOR AHD, HD-CVI, HD-TVI, CVBS, TCP/IP DS-7204HUHI-K1 4 KANAŁY HIKVISION
DS-7204HUHI-K1

Netto: 211.72 USD

 
60-713 Poznań, Graniczna 10
tel.: +(48) 61 864 69 60
e-mail: info@delta.poznan.pl
Godziny pracy
Pon.-Piąt.: 8.00 - 19.00
Sob.: 8.00 - 14.00
Dział Handlowy, Wysyłki
tel.: +(48) 61 864 69 69
e-mail: sklep@delta.poznan.pl
Wsparcie techniczne
tel.: +(48) 61 864 69 70
e-mail: technika@delta.poznan.pl
(c) 2001-2019 DELTA