适用于通讯、工业和国防应用的高可靠性电源供应器
每一个使用市电供电的电子设备都需要某种形式的电源供应器(PSU),且通常具有独特的需求。首先,设备设计者需要考量电源供应器的外型规格(如尺寸、形状、重量及其他物理特性)、所支持的输入与输出电压、功率容量(瓦数)、效率以及可靠性等因素。此外,设计者还需评估每个电源供应器的预期部署环境,以确保适用性与稳定性。
有些环境相对温和,而另一些则可能更为恶劣且充满挑战,例如极端的操作温度环境。主动冷却方式(如强制风冷)需要使用风扇,而风扇本身会占用系统空间、增加系统重量、消耗能量、产生噪音,并成为一个额外且常见的故障点。在许多情况下,较佳的选择是采用被动冷却,例如透过传导与对流进行散热,并可能增加散热器以提升散热效能。
除了共同需求(如效率、可靠性等)之外,不同市场对电源供应器也有其特定的要求,例如以下范例:
- 通讯应用,例如 5G 基站,需具备高效率与高可靠性以确保连续运作。
- 工业应用,例如工业用印表机,需要支持广泛的输入与输出电压选项。
- 能源储存系统(ESS)需要高效率以确保长期运行的经济性。
- 国防应用需取得符合严苛国防安全标准的相关认证。
- 机器人应用需具备小型化、轻量化、被动冷却、高稳定性以及多输出电压选项,以满足致动器、马达及控制系统的需求。
- 工厂自动化应用需支持广泛的输入电压,以便于在不同国家部署,以及多样化的输出电压以供应多种类型的设备使用。
在许多情况下,设计工程师需要能够将多个电源供应器并联使用,以提高整体的功率容量。然而并非所有电源供应器都支持这种功能,若使用不具备此功能的电源供应器进行并联,可能会导致系统故障并损坏设备。
非技术性经理和采购人员可能认为用另一家供应商的相似规格电源供应器来替换原有电源供应器很简单,但实际上这种情况很少发生。每种类型的电源供应器都有其独特的特性和设计工程师需要掌握的学习曲线,因此设计师更倾向于在尽可能多的设备中使用相同的电源供应器系列。与此同时,设备制造商希望能够最小化库存,这可以通过使用一个基础型电源供应器来实现,该电源供应器能够根据不同的部署需求进行配置。
P-DUKE TBF500 电源供应器 (PSUs)
P-DUKE 成立于 1992 年,致力于高效能电源转换产品的研发与生产。 P-DUKE 提供多样化的 DC/DC 电源转换器、AC/DC 电源供应器以及定制化的电源转换解决方案,满足对产品品质要求极高并符合各项应用标准的市场需求。
P-DUKE 的 TBF500 系列 AC/DC 电源供应器支持 85 到 264 VAC 的宽范围输入电压,并提供 12、15、24、28、48 和 54 VDC 的输出电压。该系列的所有型号在无负载条件下功率消耗低至 0.6 W(无需最小负载),并支持高达 500 W 的负载,具有高达 93% 的电源转换效率。
TBF500 装置具有 3,000 VAC 强化绝缘,并以密封式电源模组的形式呈现,内含集成热导铝基板的活性半导体元件(如图 1 所示)。

图 1: TBF500 系列电源以密封砖型的包装形式呈现。
TBF500 电源供应器除了提供 3 年保固外,还符合 RoHS、REACH 和 IEC/UL/EN 62368-1 安全标准。一个典型的部署需要使用额外的元件,包括金属氧化物变阻器(MOV)作为保险丝,电阻器、电容器及电感器以满足电磁相容性(EMC)要求,平滑用的大容量电容器,以及其他用于输出滤波的元件(如图2 所示)。

图 2: 典型 TBF500 部署所需的一些附加元件。
当按照图 2 的方式部署时,TBF500 电源供应器可提供业界领先的过电流保护(OCP)、过电压保护(OVP)、过温保护(OTP)以及短路保护(SCP)。
以一个例子来说,若未采取防范措施,来自 AC 电源的过电压瞬变可能对电源供应器及其后端设备造成损坏,并可能使使用者面临潜在危险。国际标准 IEC 60664-1(2007) 描述了各种过电压类别(OVC),这些类别用于应对来自雷击或不稳定电源等来源的瞬变过电压。其中,OVC I 是过电压类别中最低的一级,而 TBF500 电源供应器完全符合 OVC III 的要求。
图 2 中的 –Sense 和 +Sense 输入使 TBF500 电源供应器能够感测负载端的实际电压,并自动调整其输出,以补偿因电缆电阻导致的电压降。
对于需要超过 500 W 功率的设备,TBF500 电源供应器支持电流共享功能(CSF),允许多个装置并联使用。
部署选项(包含 XTBF500系列)
為了幫助設備製造商減少庫存需求並滿足多樣化的市場和應用需求,TBF500 電源供應器支持多種部署選項。例如,TBF500 電源供應器可以直接安裝在系統的主印刷電路板(PCB)上。在這種情況下,TBF500 可透過其附帶的鋁板散熱器以對流和輻射方式進行散熱,並可能搭配強制風冷進一步增強散熱效果。如圖 3 所示,此為其中一種部署場景。
图 3:透过对流冷却并固定于主印刷电路板(PCB)
在此情境下,上节提到的额外外部元件将会安装在系统的主印刷电路板(PCB)上。
另一种替代情境是将 TBF500 电源供应器直接安装在机壳上。在这种情况下,散热则透过附于 TBF500 背面的铝板进行对流散热(如图 4 所示)。
图 4:固定于系统机壳,透过传导进行冷却。
同样地,额外的外部元件将会安装在系统的主印刷电路板(PCB)上。
另一种选择是使用 XTBF500 系列的独立电源供应器。在此情况下,TBF500 电源模组透过其铝板固定到更大的铝基板上,同时 TBF500 还连接到一个电路板,该电路板包含上节提到的所有额外元件(如图 5 所示)。

图5: XTBF500系列将 TBF500 与电路板结合。
XTBF500 可作为封闭式单元进行部署(如图 5 上半部分所示),也可采用开放式框架模式部署(如图 5 下半部分所示)。开放式框架部署除了有助于执行必要的维修和更换程序外,还具备热散逸的优势。然而,封闭式部署则透过抑制对电路板的直接接触来增强保护,从而避免触电的可能性。
如图 6 所示,TBF500 的铝基板与 XTBF500 的铝基板相连,XTBF500 的铝基板进一步可安装于系统机壳上,从而提升导热散热的能力。

图6: XTBF500 提供强化的导热冷却能力。
TBF500(可能以 XTBF500 的形式呈现)为系统架构师和设计工程师提供了针对不同应用选择不同部署方式的灵活性,帮助设备制造商有效降低电源供应器库存需求。
P-DUKE 电源供应器(PSUs)的典型市场与应用
TBF500 和 XTBF500 电源供应器(PSU)系列支援多元市场与应用,其中特定的 PSU 特性可针对不同需求进行最佳化。以下列举一些例子及其对应的 PSU 特性:
通讯应用(例如:5G 基地台)
- 500 W 输出功率:提供稳定且高效的电力,满足持续运转的需求。
- 高达 93% 的效率:降低能源损耗与营运成本。
- 宽广的输入范围(85 至 264 VAC):适应不同地区的电力网路需求。
- 完整的保护机制与高操作海拔适应能力:确保在恶劣环境中的可靠性。
- 3 年产品保修:提升系统可靠性。
工业应用(例如:工业打印机)
- 多种输出电压(12、15、24、28、48、54 VDC):满足各类工业设备需求。
- 高效率设计:降低运行成本并提升系统稳定性。
- 电流分流功能与稳定电压输出:提供稳定性与扩展性。
- 符合 EMC 标准的滤波器:提供强大的抗电磁干扰能力。
- 完整的保护功能:包含过压与短路保护,确保系统安全性。
能源储存系统(ESS)
- 高达 93% 的效率:提供节能优势,使长期运行更具经济效益。
- 电流分流与并联功能:满足不同负载需求并支援系统扩展。
- 多种输出电压选项:适应不同 ESS 系统需求(例如:48V、54V)。
- 高可靠性与环境适应性:在恶劣环境中提供稳定运行。
国防应用
- IEC/UL/EN 62368-1 认证:符合严格的国防安全标准。
- 高效率与完整保护功能:提升系统可靠性。
- 适应高海拔操作的能力:适合各种恶劣环境。
- 卓越的 EMI 相容性:提供优越的抗电磁干扰性能。
机器人应用
- 高稳定输出与多种输出电压选项:满足机器人控制系统需求。
- 高效能效率:确保快速响应并降低能源消耗。
- 充足的保护机制:确保长期运行的可靠性。
- 符合 EMC 标准:抗电磁干扰,确保运行精准性。
工厂自动化
- 500 W 输出功率与多种输出电压:支援多样化的自动化设备。
- 高效率(93%):降低能源损耗,支援长期运行。
- 整合的周边电路:简化设计与实施流程,便于部署。
- 适应恶劣操作环境与完整的保护功能:提升系统稳定性与可靠性。
了解更多 - XTBF500, TBF500
P-DUKE 是高性能电源转换产品的领先供应商,致力于满足要求最高产品品质并遵守所有相关应用标准的市场需求。
P-DUKE 的 TBF500 系列交流/直流电源具备 85 到 264 VAC 的通用输入电压范围,并提供 12V、15V、24V、28V、48V 和 54V 的输出电压。该系列所有型号在空载情况下的功耗仅为 0.6 W,并可支援高达 500 W 的负载,具备高达 93% 的电力转换效率。
TBF500 电源供应器以密封的电源模组形式呈现,内部包含主动半导体元件,并配有整合热传导铝底板。为了帮助设备制造商减少库存需求并满足各种市场和应用需求,TBF500 电源提供多种部署选项。这些选项包括 XTBF500 系列自带电路板的电源模组,该系列结合了 TBF500 和定制电路板,可以作为带有屏蔽的封闭单元或开放框架模式进行部署。
TBF500 和 XTBF500 系列电源供应器符合国际规范和安全标准,这使得这些 P-DUKE 电源非常适合应用于广泛的市场和领域,包括通信、工业应用、储能系统、国防、机器人技术和工厂自动化等。
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