Viabilidad de una fuente de alimentación de conmutación de CA-CC de muy alta temperatura

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Estoy involucrado en un diseño de producto (en el lado mecánico, para que quede claro que no soy un EE) donde necesitamos una fuente de alimentación de conmutación ac-dc muy compacta que requiera 90-300vac, 50-60 hz y la salida de 5 vatios a 12 voltios. Desde el punto de vista de la ingeniería mecánica, sería extremadamente ventajoso si esta fuente de alimentación pudiera suministrar esta energía mientras opera durante largos períodos de tiempo (muchas horas) a una temperatura del aire ambiente de hasta 105 ° C.

Para hacer esto más desafiante, nuestro módulo debería caber en un espacio de unos 15 mm de alto, 25 mm de ancho y unos 50 mm de largo, por lo que es un ajuste muy ajustado. El suministro deberá estar certificado, por lo que es necesario controlar detalles como el aislamiento (3000 VCA) y el ruido que afectaría a las radios wifi y Bluetooth.

Lo que me gustaría saber es qué tipo de consideraciones tendrían que ver si el diseño de tal suministro de energía es factible. Por ejemplo, mi entendimiento limitado es que los capacitores son generalmente los componentes que limitan la clasificación de temperatura y la confiabilidad, pero también parece que ha habido un avance significativo en los capacitores cerámicos y de tantalio a alta temperatura que harían posible tal fuente de alimentación hoy (aunque quizás relativamente caro).

Gracias de antemano por cualquier perspectiva que pueda proporcionar.

    
pregunta user2259745

3 respuestas

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Probablemente no sea un requisito severo: 105 ° C no es tan caliente, incluso puede obtener electrolíticos fácilmente clasificados para 125 ° C. Suponiendo (solo de su etiqueta) que la entrada será de CA, es posible que necesite una tapa del filtro electrolítico bastante grande. A una frecuencia de conmutación lo suficientemente alta, puede usar capacitores MLCC en otras partes del circuito.

El tamaño podría ser un problema, por lo general una alta eficiencia (que se desea a altas temperaturas) puede requerir un poco más de tamaño, y una altura de 15 mm (¿incluida la carcasa?) es una restricción muy estricta.

Espere una vida útil más limitada si tiene que funcionar durante un ciclo de trabajo sustancial a temperaturas muy altas y se necesitan electrolíticos. La clasificación de temperatura para las tapas electrónicas es para una vida útil medida en miles de horas, no en decenas de años, por lo que generalmente nos gusta operar a una temperatura promedio mucho menor que la temperatura nominal.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Acabo de tener una búsqueda rápida de ideas sobre circuitos y surgió esto: -

UtilizaelTNY267debuenareputaciónde Power Las integraciones y tienen herramientas de diseño en su sitio web: puede insertar números como el rango de voltaje de entrada y la potencia de salida y voltaje, y diseña un circuito para usted. Todavía hay mucho trabajo por hacer para obtenerlo en el sobre y le recomendaría que utilice un consultor, pero debería poder obtener una idea decente sobre el espacio en el espacio utilizando la Lista de materiales autogenerada de PI.

También creo que puede estar buscando un proveedor que le dé la vuelta al transformador de aislamiento (eso es lo que ocurre con 140 giros y 8 giros en el diagrama).

    
respondido por el Andy aka
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No definió un voltaje de entrada, y como no creo que vaya a usar 220 VCA (porque puede usar el adaptador de montaje en pared y porque nunca se ajustaría a su tamaño, al menos de una forma segura y confiable) ), veamos que haría yo.

Primero, hay DCDC ICs, con componentes externos. Una vez que tenga un graduado de automoción (125 grados), solo necesita un diseño eficiente del 95%, entonces su propia potencia será muy baja.

También hay módulos. Los usully requieren menos componentes alrededor. TI tiene uno que evalué y me pareció muy bueno, aunque no estoy seguro de la temperatura.

Problemas: ¿qué harás con los cables? Sin filtro, que puede ser bastante grande, el cable puede irradiarse, no se aprobarán las regulaciones. ¿Es el exterior más caliente que el interior de la caja? Una vez vi un diseño donde se calentaban los electrones en lugar de ser enfriados por la caja. Es posible que necesite un poco de aislamiento térmico.

    
respondido por el Gregory Kornblum

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