ECH450系列AC - DC電源供應(yīng)器：高效與安全的完美結(jié)合

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電源供應(yīng)器是至關(guān)重要的組件，它直接影響著設(shè)備的性能和穩(wěn)定性。今天，我們要深入探討的是XPPower的ECH450系列AC - DC電源供應(yīng)器，它在醫(yī)療和ITE應(yīng)用中表現(xiàn)卓越，為設(shè)備提供了可靠的電力支持。

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產(chǎn)品概述

ECH450系列電源供應(yīng)器獲得了醫(yī)療和ITE應(yīng)用的認(rèn)證，采用強(qiáng)制風(fēng)冷和自然對(duì)流冷卻兩種方式，能適應(yīng)不同的工作環(huán)境。其超緊湊的尺寸僅為5.0”×3.0”，卻能提供高達(dá)450W的強(qiáng)制風(fēng)冷功率和250W的自然對(duì)流冷卻功率，功率密度達(dá)到了20W/in3，在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了高功率輸出。此外，該系列還具備5V待機(jī)和遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)功能，以及12V風(fēng)扇輸出，方便系統(tǒng)的散熱管理。

產(chǎn)品特性

高效節(jié)能

ECH450系列的效率高達(dá)94%，能有效降低能源消耗，減少熱量產(chǎn)生。在設(shè)計(jì)上，它最大限度地減少了空載功耗，符合最新的環(huán)保法規(guī)，有助于設(shè)備設(shè)計(jì)滿足環(huán)保要求。

安全可靠

該系列電源供應(yīng)器包含兩個(gè)保險(xiǎn)絲，滿足醫(yī)療應(yīng)用對(duì)低泄漏電流的要求。同時(shí)，它具備多種保護(hù)功能，如過(guò)壓保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)和過(guò)溫保護(hù)等，確保設(shè)備在各種異常情況下都能安全運(yùn)行。

寬工作溫度范圍

ECH450系列能在 - 20°C至 + 70°C的溫度范圍內(nèi)正常工作，適應(yīng)不同的環(huán)境條件。不過(guò)，為了確保安全，其安全認(rèn)證溫度為50°C。

豐富的輸出選項(xiàng)

該系列提供多種輸出電壓可供選擇，包括12V、15V、19V、24V、36V、48V和54V，能滿足不同設(shè)備的需求。同時(shí)，還配備了5V/1A的待機(jī)輸出和12V/0.6A的風(fēng)扇輸出。

產(chǎn)品規(guī)格

輸入特性

• 輸入電壓：工作范圍為90 - 264VAC，在100VAC時(shí)輸出功率為100%，在90VAC時(shí)輸出功率降為90%。
• 輸入頻率：47 - 63Hz。
• 功率因數(shù)：在230VAC、100%負(fù)載時(shí)，功率因數(shù)大于0.9，符合EN61000 - 3 - 2的A類標(biāo)準(zhǔn)（負(fù)載大于175W時(shí)為C類）。
• 輸入電流：在115/230VAC時(shí)，滿載輸入電流分別為4.5A/2.3A。
• 浪涌電流：在230VAC冷啟動(dòng)、25°C時(shí)，浪涌電流最大為120A。
• 接地泄漏電流：在115/230VAC/50Hz（典型值）和264VAC/60Hz（最大值）時(shí)，接地泄漏電流分別為80/135μA和250μA。
• 空載輸入功率：當(dāng)主輸出被抑制時(shí)，空載輸入功率最大為0.21W。
• 輸入保護(hù)：在火線和零線中內(nèi)置了F8A/250V的保險(xiǎn)絲。

輸出特性

主輸出

• 輸出電壓：范圍為12 - 54VDC。
• 初始設(shè)置精度：在50%負(fù)載、115/230VAC時(shí)，精度為±1%。
• 最小負(fù)載：無(wú)需最小負(fù)載。
• 啟動(dòng)延遲：在115/230VAC滿載時(shí)，啟動(dòng)延遲最大為2s。
• 保持時(shí)間：在115VAC滿載時(shí)，保持時(shí)間最小為10ms。
• 漂移：預(yù)熱20分鐘后，漂移為±0.02%。
• 線性調(diào)整率：在90 - 264VAC時(shí)，線性調(diào)整率為±0.5%。
• 負(fù)載調(diào)整率：在0 - 100%負(fù)載時(shí)，負(fù)載調(diào)整率為±1%。
• 瞬態(tài)響應(yīng)：在50 - 75%和75 - 50%負(fù)載階躍時(shí)，瞬態(tài)響應(yīng)為4%，并能在小于500μs內(nèi)恢復(fù)到1%以內(nèi)。
• 過(guò)沖/下沖：滿載時(shí)，過(guò)沖/下沖為2 - 5%。
• 紋波和噪聲：在20MHz帶寬和47μF電解電容與0.1μF陶瓷電容并聯(lián)的情況下，紋波和噪聲為2%峰 - 峰值。
• 過(guò)壓保護(hù)：過(guò)壓保護(hù)范圍為110 - 130%額定電壓，需重新輸入電源來(lái)復(fù)位。
• 過(guò)載保護(hù)：過(guò)載保護(hù)范圍為110 - 130%額定電流。
• 短路保護(hù)：具備跳閘和重啟功能。
• 溫度系數(shù)：溫度系數(shù)為0.02%/°C。
• 過(guò)溫保護(hù)：內(nèi)部測(cè)量，自動(dòng)復(fù)位。
• 輸出泄漏電流：在264VAC/60Hz時(shí)，輸出泄漏電流最大為50μA。

5V待機(jī)輸出

• 輸出電壓：典型值為5.0VDC。
• 初始設(shè)置精度：在50%負(fù)載、115/230VAC時(shí)，精度為±1%。
• 最小負(fù)載：無(wú)需最小負(fù)載。
• 啟動(dòng)延遲：在115/230VAC滿載時(shí)，啟動(dòng)延遲最大為0.5s。
• 保持時(shí)間：在115VAC滿載時(shí)，保持時(shí)間最小為500ms。
• 漂移：預(yù)熱20分鐘后，漂移為±0.02%。
• 線性調(diào)整率：在90 - 264VAC時(shí)，線性調(diào)整率為±0.5%。
• 負(fù)載調(diào)整率：在0 - 100%負(fù)載時(shí)，負(fù)載調(diào)整率為1.5%。
• 瞬態(tài)響應(yīng)：在50 - 75%和75 - 50%負(fù)載階躍時(shí)，瞬態(tài)響應(yīng)為4%，并能在小于500μs內(nèi)恢復(fù)到1%以內(nèi)。
• 過(guò)沖/下沖：滿載時(shí)，過(guò)沖/下沖為5%。
• 紋波和噪聲：在20MHz帶寬和47μF電解電容與0.1μF陶瓷電容并聯(lián)的情況下，紋波和噪聲為2%峰 - 峰值。
• 過(guò)載保護(hù)：過(guò)載保護(hù)電流最大為2.0A。
• 短路保護(hù)：具備跳閘和重啟功能。
• 溫度系數(shù)：溫度系數(shù)為0.02%/°C。
• 遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)：具體操作見(jiàn)應(yīng)用說(shuō)明。

其他特性

• 效率：在230VAC滿載時(shí)，效率為93/94%。
• 隔離：輸入到輸出、輸入到地、輸出到地的隔離電壓分別為4000VAC（2x MOPP）、1500VAC（1x MOPP）和1500VAC（1x MOPP）。
• 開(kāi)關(guān)頻率：PFC固定頻率為70kHz，主轉(zhuǎn)換器可變頻率為82 - 185kHz，5V待機(jī)輸出可變頻率為22 - 85kHz。
• 功率密度：最大為21W/in3。
• 平均無(wú)故障工作時(shí)間：根據(jù)MIL - HDBK - 217F，Notice 2 +25°C GB標(biāo)準(zhǔn)，平均無(wú)故障工作時(shí)間為300kHrs。
• 重量：開(kāi)放式框架約為0.86lb（390g）， - C版本約為1.26lb（570g）， - TF版本約為1.29lb（585g）， - EF版本約為1.46lb（660g）。

環(huán)境適應(yīng)性

溫度范圍

• 工作溫度： - 20 - +70°C，具體降額曲線見(jiàn)附圖5，安全認(rèn)證溫度為50°C。
• 存儲(chǔ)溫度： - 40 - +85°C。

冷卻要求

當(dāng)功率大于250W時(shí)，需要強(qiáng)制風(fēng)冷，風(fēng)量為13.8CFM。

濕度

濕度范圍為5 - 95%RH，無(wú)冷凝。

海拔高度

ITE應(yīng)用的工作海拔為5000m，醫(yī)療應(yīng)用為4000m。

沖擊和振動(dòng)

• 沖擊：在每個(gè)平面承受±3×30g的沖擊，共18次沖擊，30g沖擊持續(xù)時(shí)間為11ms（±0.5ms），半正弦波，符合EN60068 - 2 - 27標(biāo)準(zhǔn)。
• 振動(dòng)：?jiǎn)屋S10 - 500Hz、2g掃描，在三個(gè)平面的共振點(diǎn)進(jìn)行耐久性測(cè)試，符合EN60068 - 2 - 6標(biāo)準(zhǔn)。

EMC特性

發(fā)射特性

• 傳導(dǎo)發(fā)射：符合EN55011/32的B類標(biāo)準(zhǔn)。
• 輻射發(fā)射：符合EN55011/32的B類標(biāo)準(zhǔn)。
• 諧波電流：符合EN61000 - 3 - 2的A類標(biāo)準(zhǔn)（負(fù)載大于175W時(shí)為C類）。
• 電壓功能：符合EN61000 - 3 - 3標(biāo)準(zhǔn)。

抗擾度特性

該系列電源供應(yīng)器符合多項(xiàng)EMC抗擾度標(biāo)準(zhǔn)，如IEC60601 - 1 - 2、EN61204 - 3等，能有效抵抗靜電放電、輻射、電快速瞬變、浪涌、傳導(dǎo)干擾和磁場(chǎng)干擾等。

安全認(rèn)證

ECH450系列獲得了多項(xiàng)安全認(rèn)證，包括CB報(bào)告（IEC62368、IEC60601 - 1 Ed 3.1）、UL（UL62368 - 1、ANSI/AAMI ES60601 - 1 & CSA C22.2 No.60601 - 1:08）、EN（EN62368 - 1、EN60601 - 1）、CE和UKCA等。同時(shí)，它具備2x MOPP（患者保護(hù)措施）的初級(jí)到次級(jí)隔離、1x MOPP的初級(jí)到地隔離和1x MOPP的次級(jí)到地隔離。

機(jī)械細(xì)節(jié)

該系列電源供應(yīng)器提供多種版本，包括開(kāi)放式框架、帶通風(fēng)罩的 - C版本、頂部風(fēng)扇的 - TF版本和端部風(fēng)扇的 - EF版本。不同版本的尺寸和重量略有差異，但都采用了標(biāo)準(zhǔn)的連接器，方便安裝和使用。

輸入連接器（CN1）

• 引腳1：中性線
• 引腳2：無(wú)引腳
• 引腳3：火線
• 適配JST外殼VHR - 3N

輸出連接器（CN2）

根據(jù)不同版本，引腳定義有所不同，但主要包括輸出正負(fù)極。適配Molex 39 - 01 - 2100或JST外殼VHR - 4N。

風(fēng)扇連接器（CN3）

• 引腳1：風(fēng)扇正極
• 引腳2：風(fēng)扇負(fù)極
• 適配JST外殼PHR - 2

信號(hào)連接器（CN202）

• 引腳1：+5V待機(jī)
• 引腳2：返回
• 引腳3：遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)
• 適配JST外殼PHR - 3

遠(yuǎn)程感應(yīng)連接器（CN4）

• 引腳1：+感應(yīng)
• 引腳2： - 感應(yīng)
• 適配JST外殼PHR - 2

熱考慮

為了確保電源供應(yīng)器在最終使用設(shè)備中的安全運(yùn)行，必須監(jiān)控某些組件的溫度，避免超過(guò)其最大溫度限制。具體組件和最大溫度如下：

• T3線圈：110°C
• L3線圈：120°C
• Q3主體：120°C
• C5：105°C
• C39：105°C

使用壽命

ECH450系列的估計(jì)使用壽命取決于最終應(yīng)用中的冷卻安排和負(fù)載條件。由于最終應(yīng)用的不確定性，其估計(jì)使用壽命基于產(chǎn)品中關(guān)鍵電容器在實(shí)際安裝后的測(cè)量溫度。通過(guò)附圖6可以了解給定組件溫度下的估計(jì)使用壽命，假設(shè)在該溫度下連續(xù)運(yùn)行。

遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)功能

通過(guò)CN202信號(hào)連接器的引腳3（遠(yuǎn)程開(kāi)關(guān)）和引腳2（返回）的連接狀態(tài)，可以控制電源輸出的開(kāi)關(guān)。將引腳3連接到引腳2時(shí)，輸出關(guān)閉；引腳3浮空或連接到引腳1（+5V待機(jī)）時(shí)，輸出打開(kāi)。

綜上所述，ECH450系列AC - DC電源供應(yīng)器以其高效、安全、可靠的特性，為醫(yī)療和ITE應(yīng)用提供了理想的電源解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師可以根據(jù)具體需求選擇合適的版本，并注意熱管理和安全認(rèn)證等方面的要求。你在使用類似電源供應(yīng)器時(shí)遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。