Эффективность и собственное потребление импульсных блоков питания компании MEAN WELL

Одним из наиболее часто возникающих в процессе выбора источников питания вопросов является вопрос оценки затрат на собственное потребление электроэнергии источником питания. Напрямую с ответом связано понятие эффективности источника питания. Эффективность оценивается как отношение выходной мощности к входной мощности и выражается в процентах. Соответственно, чем выше эффективность, тем больше входной мощности конвертируется в выходную, и тем меньше собственное потребление источника питания и меньше потери на преобразование электроэнергии:

Формула оценки эффективности блоков питания

Если для линейных источников питания (на основе сетевых трансформаторов) эффективность составляет порядка 25 – 50%, то для импульсных источников питания (это практически все источники питания компании MEAN WELL) эффективность достигает 80-95%.

Факторов, влияющих на эффективность, несколько – это мощность самого источника питания (как правило, чем мощнее блок питания, тем он более эффективен для одного уровня выходного напряжения); уровня выходного напряжения (блоки питания на более высокое напряжение более эффективны, чем на низкое напряжение); топологии непосредственно БП (в бюджетных блоках питания более простые топологии и эффективность ниже). Отдельно стоит отметить, что для AC/DC преобразователей оценка входной мощности обязательно должна учитывать коэффициент мощности (Power Factor, PF) и, соответственно, формула входной мощности имеет вид:

Расчет входной мощности для AC/DC преобразователя

Если без ККМ коэффициент мощности находится примерно на уровне 0.5-0.6, то с ККМ коэффициент мощности достигает 0.98 (приводится в Спецификации при наличии ККМ) и это следует учитывать в расчетах. Само наличие корректора коэффициента мощности (ККМ или Power Factor Correction, PFC) является еще одним фактором, напрямую влияющим на эффективность – c ККМ эффективность выше, при прочих равных условиях.

На практике, для импульсных источников питания компании MEAN WELL эффективность в зависимости от серии и назначения блоков питания может достигать максимально возможного значения в 80-95%. Так, для популярной и бюджетной серии источников питания LRS эффективность оценивается от 80% (только одна модель – LRS-50-3.3), до 91.5% (модели LRS-75-36 и LRS-75-48). В Спецификации компания MEAN WELL, как правило, указывает эффективность (максимальное значение) и ток потребления при полной нагрузке блока питания, на примере блоков питания на DIN рейку серии EDR-120:

Эффективность и входной ток источника питания

Так как ток потребления приводится для уровня полной нагрузки блока питания, то этот ток является максимальным входным током, и при снижении уровня нагрузки значение тока потребления блока питания также будет ниже. Уровень нагрузки влияет и на эффективность – при снижении уровня нагрузки ниже 50%, как правило, эффективность блока питания резко сокращается. Иными словами, растут потери при неизменности собственного потребления входной мощности на функционирование блока питания.

Поэтому существует рекомендация от производителя подбирать импульсный блок питания таким образом, чтобы он функционировал большую часть времени на 70-90% от максимальной нагрузки – в этом случае потери будут минимальными, эффективность максимальной, все рабочие характеристики элементов в составе блока питания будут находиться в оптимальном режиме и, соответственно, срок службы источника питания будет также максимальным.

Обычно, в документации производитель не указывает зависимость эффективности от нагрузки. Исключение составляют блоки питания для светодиодного применения с функцией диммирования. На примере блоков серии HLG-150H график зависимости эффективности от нагрузки:

Зависимость эффективности от уровня загрузки блока питания

Как видно из графика, эффективность резко падает до 74% при снижении нагрузки с 50% до 10% от полной выходной мощности источника. При дальнейшем снижении нагрузки вплоть до нуля будет происходить еще большое снижение эффективности – то есть вся входная мощность, поступающая на блок питания, будет уходить на его собственное потребление и потери. Справочных данных по этому значению компания MEAN WELL не дает, поэтому в случае необходимости входную мощность на холостом ходу (при отсутствии нагрузки) блока питания можно оценить только эмпирическим путем.

По вопросам, связанным с выбором и использованием продукции компании MEAN WELL, следует обращаться по адресу электронной почты Meanwell@chipdip.ru.