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AC/DC电源尺寸在继续缩小

2023-03-14 16:36:11 Gina Roos 阅读:
无论AC/DC电源是开放式还是封闭式,甚至是台式适配器,用于医疗应用和工业应用的最新电源设备都有一些共同点:它们提供了更小的解决方案尺寸并实现了更高的功率密度,同时提供更高的效率。

无论AC/DC电源是开放式还是封闭式,甚至是台式适配器,用于医疗应用和工业应用的最新电源设备都有一些共同点:它们提供了更小的解决方案尺寸并实现了更高的功率密度,同时提供更高的效率。qyWednc

此外,许多电源制造商正在推出更多灵活的方案,以满足广泛的医疗和工业应用。冷却和并联电源的功能也是重要因素。毫不奇怪,这些AC/DC电源还符合各种安全认证,并且可以在恶劣的环境中运行。qyWednc

以下是一系列满足医疗和工业电源要求的AC/DC电源。在某些情况下,它们满足这两个细分市场的要求。qyWednc

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医疗电源

据XP Power公司称,该公司推出了一个AC/DC电源系列,其要比市场上现有的解决方案小50%,从而将功率密度提高了一倍。全新的AQM系列超紧凑型医用台式电源(图1),尺寸为6.56×2.13×1.3in.(166.5×54.2×33.0mm),提供高达11W/in.3的功率密度。qyWednc

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图1:XP Power的AQM系列。(图片来源:XP Power)qyWednc

AQM系列针对家庭保健和医院应用中的无风扇解决方案,提供三种功率级别——200W(AQM200)、250W(AQM250)和300W(AQM300)——以满足各种医疗应用。所有单元均采用85–264VAC的通用电源输入运行。AQM250提供12V、19V、24V和48V的单输出,AQM200和AQM300电源还提供15V输出配置。qyWednc

这些低损耗AQM电源基于宽禁带氮化镓技术,效率高达94%,待机模式下的功耗低于150mW。它们符合能源效率等级VI。XP Power表示,所有设备均可在高达40℃的温度下提供全输出功率,并且可以在高达60℃的降额条件下使用。qyWednc

AQM电源已通过一系列国际安全和EMI认证,包括EN/IEC60601-1、EN61000和EN55032。它们符合第4版医疗EMC要求并提供2×MOPP保护。此外,该公司表示,所有变体的I类和II类版本均可用,可用于医院等专业医疗机构以及远程患者家中或工作场所。qyWednc

对于开放式电源,Cincon Electronics公司提供500W AC/DC电源,占位面积为3×5in.(127×76.2×39.1mm),适用于医疗应用。CFM500M系列是一款2×MOPP高密度医用AC/DC电源,采用底板散热设计。该系列已通过UL60601-1/IEC60601-1/EN60601-1 Ed.3.1安全认证,符合IEC/EN60335-1要求。qyWednc

CFM500M系列提供80~264VAC的扩展输入范围。这些电源提供12、18、24、36和48VDC五种输出,并带有可选的盖子/外壳。其他主要特性包括94.5%的高效率、<0.1mA的低漏电流、低于0.5W的低空载输入功耗以及–40℃至85℃的宽工作温度范围。qyWednc

其他功能包括开/关远程控制、电源就绪和电源故障信号,以及过热、连续短路、输出过压和输出过流保护。这些电源可在最高5,000m的高海拔地区使用。qyWednc

医疗应用包括医疗保健以及医院和牙科诊所的诊断和监控设备。它们还符合家用电器的EN60335-1标准。qyWednc

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图2:CUI的VMS-C和VMS-C-CNF。(图片来源:CUI)qyWednc

Bel集团旗下的CUI公司为其VMS-C和VMS-C-CNF医用AC/DC电源系列增加了12种型号,提供开放式框架或金属外壳两种型号(2)。这些更高功率的型号,高达550W,是适合用于医疗和家庭保健应用的底盘安装单元,例如超声机和病床。qyWednc

这些电源具有高达264VAC的通用输入电压和12、15、24、27、36和48V的输出电压。它们可以使用板载微调电位器进行调整。工作温度范围为–40℃至70℃(100/120W产品为85℃)。它们还提供0.5W的低待机功耗。所有单元都可以在高达5,000m的海拔高度运行。qyWednc

紧凑型VMS-C和VMS-C-CNF系列通过了医疗/家用认证,符合ES/EN60601、EN61558和EN60335安全标准。该公司表示,它们适用于I类或II类安全安装,尤其适用于指定低泄漏电流小于0.1mA的医疗应用。qyWednc

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图3:TT Electronics的TAAM700。(图片来源:TT Electronics)qyWednc

TT Electronics公司推出了700W医疗级封闭式电源,占位面积仅为6.7×3.66in.(3)。TAAM700的功率密度为17.8W/in.3,它可在–30℃至70℃的宽工作温度范围内工作,适用于有散热挑战的环境。该电源适用于空间受限的医疗保健和工业设备,例如激光设备和机器人。qyWednc

该电源可提供625~700W的连续输出功率,具有远程开/关功能和可选的内置电流共享(可配置为1.26kW),并且具有车身浮动(BF)额定输出。它已通过UL/EN/IEC 60601-1认证。所有型号均符合FCC PART 15和EN55032 B类排放限制,并符合UL、IEC、CE和UKCA。qyWednc

TAAM700提供从12VDC到48VDC的标准输出电压。该公司表示,所有选项均已通过适用的安全和EMC标准的全面认证,从而可降低合规风险、简化设计并加快上市时间。qyWednc

工业电源

Powerbox公司已推出适用于工业应用的1,200W AC/DC电源(4)。OFI1200A针对传导冷却进行了优化,无需使用风扇即可在–40℃至95℃的底板温度范围内提供高性能。该电源在85至305VAC的宽通用输入范围内运行,并具有功率因数校正(PFC)。qyWednc

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图4:Powerbox的OFI1200A。(图片来源:Powerbox)qyWednc

OFI1200A提供三种单输出直流电压版本:12V/84A、28V/43A和48V/25A。采用高效拓扑,该48V输出单元在230VAC输入时的典型效率为92%。该单元包括了系数为0.98/0.95(110VAC/230VAC)的PFC。qyWednc

该公司表示,OFI1200A旨在确保从散热元器件到基板的最佳传热,并且可以按照技术文档中的规定进行降额。qyWednc

该输出电压和电流可满足一系列应用,并可从接近零调整到每个型号允许的最大值。为了精确调节电压和电流,OFI1200A提供两个模拟输入:VTRM和ITRM。其所引用的一个示例,包括可在接近0V至高达33.6V的范围内调节的28V输出,以及可在接近0A至高达43A的范围内调节的输出电流。该输出电压也可使用板载电位器进行调节。qyWednc

Powerbox表示,扩展的微调和控制功能,简化了电源在恒压或恒流模式下的使用,而无需添加外部电路。qyWednc

对于需要冗余或更高功率的应用,可以并联9个单元,在传导冷却模式下总功率水平高达9,720W。该公司表示,为了在并行或冗余模式下运行时保持最高水平的效率,OFI1200A28和OFI1200A48上提供了可选的采用FET技术的有源OR-ing电路(Option-O)。qyWednc

OFI1200A已通过MIL-STD-810H规定的冲击和振动测试,设计为可承受20G级冲击。该电源已通过UL62368-1第3版cUL(相当于CAN/CSA-C22.2 No.62368-1)认证。它符合欧洲RoHS、REACH和低电压指令,并带有CE、UKCA和cURus标志。qyWednc

OFI1200A在开放式框架中的尺寸为5.59×1.54×10.36in.(142×39×260mm),最大重量为1.2kg。该电源可用于一系列严苛的应用,例如安装在密封盒中的电子设备、受恶劣天气条件影响的无线电通信系统、室外显示器和交通信号,以及具有可听噪声限制的室内设备。qyWednc

另一个1,200W系列来自Advanced Energy公司(5)。该公司通过推出Artesyn LCC1200系列无风扇、传导冷却AC/DC电源扩展了LCC系列。LCC1200提供了高达1,200W的功率输出和93.5%的效率,外形紧凑,尺寸为4.5×11×1.57in.。该新电源适用于工业应用,包括户外数字LED标牌、交通信号灯设备、工业照明、电信天线和商用现成解决方案。qyWednc

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图5:Advanced Energy的Artesyn LCC1200。(图片来源:Advanced Energy)qyWednc

Advanced Energy表示,与其他需要在55℃以上输出降额的电源不同,LCC1200可以在–40℃至85℃的底板温度范围内保持其1,200W的完整负载能力,而无需强制通风。LCC1200据说还提供业界最高的功率密度之一,为15W/in.3qyWednc

该公司表示,凭借通用的90至264VAC输入,LCC1200系列无需调整即可在全球范围内使用。这些电源具有可进行宽范围调节的单个28或24VDC输出和一个5V待机电压输出。支持有源均流,最多可并联三台,支持更高的负载电流。qyWednc

LCC1200系列经批准符合国际IEC62368-1 ITE安全标准,并通过了cUL、CE、UKCA和CCC认证。内置PMBus接口提供数字通信,具有电压、电流、温度和故障情况报告的控制和监视功能。LCC1200的计算MTBF超过200万小时。qyWednc

LCC1200系列还提供IP20和IP65防护等级。IP65版本安装在完全密封的外壳中,可防止灰尘和水进入,使其适用于无风扇户外和封闭式工业应用。qyWednc

在低功率、空间受限工业应用的另一端,Traco Power公司最近推出了TPI 50A-J,这是一个50W AC/DC开放式框架电源系列,具有3,000VAC增强型隔离系统。该公司表示,该新系列采用3×1.5×1.18in.的封装,并提供了峰值功率功能(70W),这使其能够在长达5s的时间内提供高达140%的额定功率。这些电源还提供高达93%的高效率和–40℃至60℃的工作温度范围(自然对流),无需降额,以及高达85℃的负载降额或强制冷却。qyWednc

该系列提供一系列输出电压:5、12、15、24、36、48和53VDC。这些电源旨在满足工业/自动化以及测试和测量市场应用的ErP指令(<0.3W的空载功耗)和EMC特性。qyWednc

电源

在许多情况下,AC/DC电源旨在支持工业和医疗应用的高可靠性要求。最近的一个例子是Cosel公司的AEA600F系列600W自由空气对流冷却电源(6)。这些开放式框架AC/DC电源可针对医疗和工业应用提供300%的峰值功率长达1,000ms。该公司表示,这支持了电源在高峰运行期间提供额外电力的需求,这是动态负载(例如电机启动时)所需要的。qyWednc

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图6:Cosel的AEA600F。(图片来源:Cosel)qyWednc

AEA600F专为需要高安全性的应用而设计,已通过EN62477-1(OVC III)工业应用标准认证,并通过了ANSI/AAMI ES60601-1和EN60601-1第三版医疗应用认证。AEA600F适用于BF应用,符合2×MOPP(IN/OUT)和1×MOPP(OUT/FG)安全要求。qyWednc

此外,AEA600F还符合以下安全要求:UL(美国)、C-UL(加拿大)、DEMKO(丹麦)和TUV(德国)。该产品通过了UL62368-1和EN62368-1认证,符合欧洲RoHS、REACH和低电压指令。qyWednc

AEA600F还通过了EN62477-1过电压三类(OVC III)认证。这意味着由产品供电的最终设备可以直接连接到主配电盘,而无需增加额外的隔离级别,Cosel公司表示,这简化了系统设计,降低了成本,并保证了高效率。qyWednc

AEA600F专为国际应用而设计,提供85~264VAC的输入电压。它提供24V、36V和48V三种输出电压,额定电流分别为25A、16.7A和12.5A。可以使用内置电位器调节输出电压。qyWednc

AEA600F包括内置浪涌电流、过流和过压保护电路以及热保护。工作温度范围为–20℃至70℃。该电源采用开放式框架,尺寸为1.61×5×7.32in.(41×127×186mm),最多可并联6个单元。qyWednc

目标应用包括机器人和机器人技术、输液泵、呼吸机、执行器、过程控制、无线电和传输设备以及紧急信号。qyWednc

TDK公司发布了TDK-Lambda品牌CUS500M1 500W AC/DC电源(7),作为其600W CUS600M型号的替代产品,为低功耗、对成本更敏感的应用提供了成本降低。CUS500M1占位面积为3×5in.,适用于一系列I类或II类(双重绝缘)应用,包括家庭保健、医疗和牙科,以及测试和测量以及广播和工业设备。qyWednc

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图7:TDK的CUS500M1。(图片来源:TDK)qyWednc

CUS500M1系列可接受85至264VAC输入并提供七种输出电压:12、19、24、28、32、36和48V。还提供了带盖的集成风扇选项。开放式框架型号尺寸为76.2×127×37mm或85×157×42.5mm,并装有盖板/风扇组件。qyWednc

当对流冷却时,CUS500M1可在–20℃至40℃的环境温度范围内提供300W(峰值500W)的功率,并在70℃时线性降额至150W负载。通过强制风冷或安装一体式风扇,该系列在60℃环境下提供高达500W的功率,在70℃时降额至400W。该系列提供高达96%的效率,这减少了内部功率损耗。qyWednc

其主要特性包括4,000VAC(2×MOPP)的输入到输出隔离、2,000VAC(1×MOPP)的输入到地隔离以及1,500VAC(1×MOPP)的输出到地隔离,适用于B级和BF级医疗设备。其漏电流<200µA,触摸电流<100µA。最高作业、运输、储存海拔高度为5000m。qyWednc

安全认证包括IEC/EN/ES 60601-1和IEC/EN/UL 62368-1,以及针对低电压、EMC和RoHS指令的CE和UKCA标志。这些单元还符合EN 55011-B和EN 55032-B传导和辐射发射(该公司表示,对于II类应用,可能需要外部滤波),以及EN 61000-3-2谐波、IEC60601-1-2第4版和IEC 61000-4抗扰度标准。qyWednc

Recom Power公司也扩展了其600W型号的AC/DC开放式框架电源系列(8)。RACM600-L系列可提供400/450W(115/230VAC)的功率(对流冷却),而600W的功率则采用连续强制气流。该产品具有通用80至275VAC输入和单个24V输出,可调±20%,额定电流为25A。还提供5V/0.5A待机输出。qyWednc

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图8:Recom的RACM600-L。(图片来源:Recom Power)qyWednc

RACM600-L采用U型通道格式,尺寸为97×102×41mm(1U),并包含用于底盘安装的固定件。工作温度范围为–20℃至70℃(降额)。qyWednc

RACM600-L系列具有高达93%的效率,可以通过内部OR-ing二极管和有源电流共享并联以实现冗余或增加输出。其他功能包括开/关控制、电源良好信号和遥感、PMBus接口以及过流、过热、过压和短路保护。qyWednc

RACM600-L专为医疗和过程控制等高可用性应用而设计。认证包括2×MOPP医疗安全(IEC/EN/CSA/ANSI/AAMI-ES 60601-1)达3,000m,漏电流适用于BF应用。该模块还通过了IEC 62368-1认证,适用于IT/多媒体/工业应用,并具有可运行5,000m的强化安全隔离。qyWednc

Recom公司表示,EMC曲线“B”符合EN 55032,在没有外部元器件的情况下具有良好的裕量,浪涌和突发抗扰度为4级。qyWednc

3月30日,AspenCore将在上海举办国际集成电路展览会暨研讨会(IIC Shanghai 2023),同期举办的“第25届高效电源管理及宽禁带半导体技术应用论坛”邀请到国内外多家优秀的电源芯片提供商,欢迎感兴趣的朋友点击这里报名参会,并到场交流。qyWednc

(原文刊登于EDN姊妹网站Electronic Products,参考链接:AC/DC power supplies continue to shrink,由Franklin Zhao编译。)qyWednc

本文为《电子技术设计》2023年3月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里qyWednc

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