Ефективність

Що таке ефективність живлення

Ефективність - це відношення загальної вихідної потужності до вхідної потужності, виражене у відсотках. Зазвичай це визначається при повному навантаженні та номінальній вхідній напрузі.

Ефективність енергопостачання - це кількість фактичної потужності, що подається на компоненти, поділена на електричну потужність, що відводиться від розетки електромережі.

Якщо для забезпечення навантаження потужністю 50 Вт потрібно джерело живлення з ефективністю 50%, воно відведе 100 Вт від стіни. Інші 50% витрачаються даремно як тепло та інші втрати. Якщо використовується 90% ефективне джерело живлення, воно буде споживати 56 Вт для подачі того самого навантаження, це означає, що воно має менше втрат і використовує менше енергії від мережі для забезпечення тієї ж вихідної потужності.

Блоки живлення не мають постійного ККД; вона змінюється залежно від різних факторів, таких як навколишнє середовище та умови навантаження. Запаси досягають своєї максимальної ефективності при роботі на 50% свого навантаження. Насправді виробники гарантують максимальну ефективність лише тоді, коли подача працює при 50% навантаженні.

Це означає придбання більш високої потужності, що може бути дорожче. Однак це має деякі переваги, такі як зменшення рахунків за електроенергію; комп’ютер не сильно нагрівається, отже зменшується охолодження та менше шуму вентилятора. Джерела живлення, як правило, мають більш високу ефективність при підключенні до 230 В порівняно із 110 В вольтам змінного струму.

Крива ефективності Кредит зображення: Corsair

Втрати в енергоефективності

Неможливо досягти 100% ефективності енергопостачання через втрати енергії, але при правильній конструкції та виборі компонентів можливі високі коефіцієнти корисної дії від 95% до 97%. Втрати в джерелах живлення виникають внаслідок втрат потужності пасивних та активних компонентів, і вони більше в лінійних джерелах живлення, ніж SMPS. У SMPS втрати виникають у комутаційних пристроях, таких як MOSFETS, та інших напівпровідниках на основі з'єднань, таких як діоди. Інші втрати виникають у конденсаторах та котушках індуктивності, особливо коли використовуються дешеві компоненти з високим опором.

Пасивні втрати складових

Втрати резистора I2R
Втрати індуктора внаслідок ІК-втрат сердечника та обмоток індукторів
Втрати конденсатора

Втрати активних компонентів

Втрати на проведення та перемикання MOSFET та діодів

МОП-транзистори та діоди відповідають за більшість втрат потужності внаслідок втрат провідності та комутації. Втрати на провідність виникають внаслідок опору МОП-транзистора та прямої напруги діода. Діоди мають більші втрати провідності, які пропорційні прямому струму.

Інші втрати включають динамічні втрати компонентів через MOSFET і втрати перемикання діодів, які виникають під час переходу між станами ON і OFF, оскільки деяка потужність повинна споживатися, коли пристрої змінюють свій стан.

Незважаючи на те, що дорогі високоефективні витратні матеріали допомагають заощадити на витратах електроенергії, є надійнішими, менш шумними та вимагають менше охолодження. Вони часто використовують компоненти вищої якості та кращих характеристик, щоб отримати кращі результати з меншою кількістю пульсацій, меншим рівнем шуму та тепла та кращим регулюванням напруги. Вибір цих компонентів включає комутаційні пристрої, важкі конденсатори та дроселі на додаток до кращих паяльних робіт. Крім того, конструкція схеми може також зменшити втрати потужності та підвищити ефективність.