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高效率、高可靠性长寿命医疗ATX供电方案分享

2020-07-06

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        TDK-Lambda近期推出的全新一代600W医疗电源CUS600M系列凭借其业界领先的高效率、小尺寸和低噪声等独特优势在市场上好评如潮。


除了被广泛应用的高效率,小尺寸单路输出供电之外,我们近期配合客户利于CUS600M电源为基础平台,辅助TDK-Lambda高效率大电流输出模块电源产品,并利用CUS600M内建有趣而实用的功能来实现医疗等级的高效率,高可靠性和长寿命设计的ATX供电方案。

下面简单摘录部分医疗级ATX方案实现方式和差异性对比内容供业内用户和关心支持我们的朋友参考。

医疗级高效率、高可靠性ATX供电方案框图如图一所示:

图一


从图一可以看出整个供电方案为高效率CUS600M-12和高可靠性大电流输出PML系列模块电源两级组成。其中前级CUS600M效率高达96%,其自身发热要远远低于同等功率等级的传统医疗ATX电源产品。后级为96%转换效率的高可靠性大电流DC-DC模块电源PML系列,负责将12V分别转换为5V和3.3V低压供客户主板使用。另外还有部分小功率DC-DC板载模块电源负责信号部分供电。利用CUS600M-12内建的5V 2A辅助电源,PG (Power Good)和遥控开关机功能,搭配简单采样比较电路即可轻松实现输出的时序逻辑控制。

图二显示高效率ATX方案兼容传统ATX结构设计。其整体外观布局,结构安装孔等均和原有传统医疗ATX电源产品保持一致。

图二

 

考虑到ATX电源实际装配在客户设备内部,为了节约钣金、绝缘片和安装成本,初步尝试省略上盖板,并根据实际工作状况做热仿真。半开放式结构优缺点和热仿真结果如图三所示:

图三


从图三可以看出采用L型底板结构的半开放式设计,其通过电源产品的有效通风量有所下降,导致电源内部关键元件,例如输出电容等相对温升偏高,降低产品的预期寿命。
 
图四为封闭式设计结构的优缺点分析和相应热仿真试验结果。虽然材料和装配成本有所上升,但内部关键元件温度下降,明显延长产品预期寿命。这与医疗级整体ATX方案所追求的目标保持一致。

图四


图五部分为医疗级ATX整体供电方案对比与小结。与原始方案相比,基于CUS600M的医疗ATX方案在系统转换效率、实际可用功率、工作温度范围、平均无故障间隔时间(MTBF)和待机功耗等多个角度要远远胜过传统医疗ATX方案。新的供电方案整体功率损耗仅为原始方案的18%,这将大大降低客户系统内部热设计压力,利于客户工程师进一步优化其自身散热和系统静音设计。

图五

以上内容仅作抛砖引玉,仅供用户和关心支持我们的良师益友参考。谬误疏漏之处,还请不吝留言指正!

 



关于TDK公司

 

TDK株式会社总部位于日本东京,是一家为智能社会提供电子解决方案的全球领先的电子公司。TDK建立在精通材料科学的基础上,始终不移地处于科技发展的最前沿并以“科技,吸引未来”,迎接社会的变革。公司成立于1935年,主营铁氧体,是一种用于电子和磁性产品的关键材料。TDK全面和创新驱动的产品组合包括无源元件,如陶瓷电容器、铝电解电容器、薄膜电容器、磁性产品、高频元件、压电和保护器件、以及传感器和传感器系统(如:温度和压力、磁性和MEMS传感器)。此外,TDK还提供电源和能源装置、磁头等产品。产品品牌包括TDK、爱普科斯(EPCOS)、InvenSense、Micronas、Tronics以及TDK-Lambda。TDK重点开展如汽车、工业和消费电子、以及信息和通信技术市场领域。公司在亚洲、欧洲、北美洲和南美洲拥有设计、制造和销售办事处网络。在2020财年,TDK的销售总额为125亿美元,全球雇员约为107,000人。

 

关于TDK-Lambda公司

TDK-Lambda是一家向全球提供值得信赖,创新的高可靠工业电源解决方案的行业领导公司。TDK Lambda公司在中国、日本、欧洲、美国和东南亚的全球5大区域均拥有研发、制造、销售,售后服务和应用技术支持等完整的体制,随时随地快速地对应客户的各种各样需求。

 

 

 

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www.lambda.tdk.com.cn