29590 ban_at_semiconductor_540x150

Nhỏ hơn, hiệu suất cao hơn và mát hơn: Xu hướng mới của các bộ nguồn cho hệ thống

Email In PDF.

Hiện nay hầu hết các thảo luận đang hướng về xu hướng tiêu thụ năng lượng trong các thiết bị cầm tay thì lại ít nghe nói về các xu hướng này ở các hệ thống. Sở dĩ có điều này là do: người dùng muốn pin sau mỗi lần sạc có thể sử dụng càng lâu càng tốt những ứng dụng hao tốn pin. Thách thức đó hiện được giải quyết bởi các nhà sản xuất bán dẫn, những người đã biết vận dụng rất hiệu quả định luật Moore.

bonguon_1

Nhưng với các hệ thống thì sao? Khách hàng mong muốn gì và các nhà cung cấp đã đáp ứng các nhu cầu thị trường này như thế nào?

Martin Southam hiện là giám đốc tiếp thị châu Âu cho hãng TDK-Lambda. Ông nói rằng xu hướng chính là hướng tới các thiết kế “thân thiện môi trường”. Ông thừa nhận đó là nguyên tắc rất tự nhiên nhưng rất quan trọng vì hầu hết các thị trường hệ thống tiêu thụ năng lượng hiện nay không được bảo vệ bởi luật môi trường. Còn người sử dụng vẫn nhận thức rằng họ cần sản phẩm có hiệu suất cao và tiêu thụ điện năng thấp.

Southam lưu ý rằng một số nhận thức này đã được thúc đẩy bởi sự phát triển của các tiêu chuẩn như của EnergyStar hay EU. "Dù phần lớn nội dung của những tiêu chuẩn này là nói tới tiêu thụ năng lượng ". Southam tiếp tục: "nhưng người sử dụng công nghiệp nhận thức được và đang tìm kiếm các biện pháp để thực hiện một số yêu cầu của các tiêu chuẩn trên".

Không phải chỉ là vấn đề hiệu suất cho mỗi người sử dụng, Southam lưu ý. "Những gì chúng ta đang thấy nhiều hơn là người dùng vì họ chỉ chú ý tới hiệu quả sử dụng. Họ yêu cầu hiệu quả cung cấp năng lượng phải như ở tải hệ thống của họ thay vì nhìn vào những thông số chính trong tài liệu kỹ thuật".

bonnguon2Theo đó, yếu tố khiến khách hàng quan tâm là hiệu suất sử dụng. "Về phía chúng tôi, hiện đang thúc đẩy điều khiển số như một cách để đạt được một số những mục tiêu lớn".

Tuy nhiên, trong khi khách hàng quan tâm nhiều hơn đến tính hiệu quả thì họ lại muốn duy trì một mặt bằng giá cả. "Thường là khách hàng sẽ hỏi giá. Chúng tôi có thể cung cấp sản phẩm hiệu quả cao hơn yêu cầu của họ bằng cách tích hợp thêm lá silic vào thiết kế. Thế nhưng khách hàng lại không hiểu rằng chỉ phải trả thêm chút ít tiền nữa thì hệ thống sẽ hoạt động tốt hơn hẳn dự định ban đầu của họ".

Các nhà sản xuất nguồn trong thời gian qua đã cải thiện mật độ năng lượng của các sản phẩm của họ bằng cách kết hợp giữa thiết kế tốt và áp dụng hiệu quả công nghệ silic. Việc này đã tiếp diễn trong một thời gian dài và có dấu hiệu chững lại. "Tôi không thấy một sự gia tăng đáng kể nào về mật độ điện trong thời gian tới," Southam nhận xét. "Tuy nhiên, bằng cách sử dụng điều khiển số, chúng tôi thấy rằng có thể tiết kiệm rất nhiều thành phần khác. Điều đó giúp tăng thể tích nguồn và do đó làm tăng mật độ điện năng. “Mọi thay đổi trong tương lai có khả năng tiến hóa", ông cảnh báo , "hơn là cách mạng".

Mật độ điện cao hơn nhưng vẫn đảm bảo chất lượng tốt là điều mong muốn nhưng kéo theo một số khó khăn cần giải quyết. “Tản nhiệt là một vấn đề trong đó”, Southam đồng ý. "Đó là sự cân bằng giữa kích thước và vấn đề tản nhiệt. Các bạn có thể làm nguồn cung cấp năng lượng kích thước nhỏ hơn thì càng khó khăn để duy trì thiết bị hoạt động ở nhiệt độ thích hợp".

Một vấn để nữa khách hàng hay phàn nàn đó là tiếng ồn ngày càng tăng. Southam chỉ ra: "khách hàng đang lo lắng về vấn đề tiếng ồn. Vì vậy, chúng tôi đã phát triển những cách tản nhiệt hiệu quả mà ít gây ồn như làm mát đối lưu". Tại thời điểm này, nhà sản xuất TDK Lambda đã cho ra mắt sản phẩm có giá hợp lý dù sử dụng công nghệ hiện đại làm mát đối lưu này.

TDK Lambda có thể làm giảm kích thước sản phẩm bởi vì người dùng không yêu cầu điện áp đầu ra quá phức tạp. "Những yêu cầu về các hệ thống có dòng lớn, điện thế nhỏ đang ít dần đi so với trước đây", Southam lưu ý. "Nhưng vẫn luôn có một số ngoại lệ. Nói chung, các khách hàng cần các điện áp đầu ra 12, 24 hay 48V. Hiện nay, chúng tôi thường không cung cấp các thiết bị với đầu ra nhỏ hơn 12V, trong khi trước đó chúng tôi còn phải thiết kế đầu ra nhỏ tới 3.3V".

bonguon3Trong khi đó, Unipower là công ty nhận thức được nhu cầu về các nguồn cung cấp năng lượng có thể được sử dụng khá linh hoạt.

Công ty này vừa cho ra mắt dòng sản phẩm Gravitas Sabre: Biến tần sóng sin thuần, có khả năng cấu hình để phù hợp với một loạt các ứng dụng khác nhau, đặc biệt là trong các hệ thống viễn thông, thiết bị mạng và các hệ thống công nghiệp. Sản phẩm chỉ cần có ba kết nối ra ngoài: nguồn DC, tải trọng và tuỳ biến khác.

"Những hệ thống cấu hình sẵn cung cấp cho người dung một bộ biến tần hiệu quả, thân thiện môi trường, dễ sử dụng và có thể cung cấp nguồn xoay chiều AC lên đến 18kVA" ông Nigel Frey, giám đốc bán hàng của châu Âu và tiếp thị của Unipower cho biết.

Các thiết bị này có khả năng hỗ trợ cắm nóng trực tiếp. Điện thế đầu ra có thể là nguồn xoay chiều 120 hoặc 230V, có thể mở rộng lên đến 18kVA với phạm vi đầu vào 40 đến 58V DC với hiệu suất khoảng 90%. Ban đầu, Unipower đã công bố gói 10 tiêu chuẩn, bao gồm cả mô-đun chuyển đổi tĩnh và mô-đun điều khiển cho truyền thông thông minh từ xa và cục bộ.

Về phần mình, hãng XP gần đây đã công bố sản phẩm GFR1K5, bộ nguồn AC/DC công suất 1500W có cấu trúc một khung phục vụ cho các ứng dụng công nghiệp và truyền thông. Có bốn mẫu sản phẩm có điện áp đầu ra là 12, 24, 48 hay 56V DC, và một chốt cắm tùy chọn cho phép tối đa bốn đầu này gắn kết cạnh nhau.

Việc thiết kế cơ khí bao gồm một số sáng kiến, chẳng hạn như sử dụng chỉ có hai PCB để thông luồng không khí. Trong khi đó, một mạch điện hiệu chỉnh hai tầng công suất và kỹ thuật chỉnh lưu đồng bộ đã làm cho một hiệu suất vượt được 90%.

Mặc dù sản phẩm đã được thiết kế để cải thiện luồng không khí, nó vẫn đòi hỏi một vài hỗ trợ khi làm mát. Để thực hiện việc này thì nhà sản xuất đã cung cấp hai quạt mà tốc độ sẽ phụ thuộc vào tải.

Và Southam thấy sự kết hợp của cấu trúc mạch một khung (hình trên) và thiết kế cung cấp năng lượng cao sẽ gặp khó khăn trong tương lai. "Chúng ta đamg tiến tới giới hạn của khả năng quản lý nhiệt, trừ khi bạn bắt đầu suy nghĩ về làm mát bằng nước," ông kết luận. "Đây có lẽ là giới hạn thực tiễn cho việc làm mát bằng quạt".


Tin mới hơn:
Tin cũ hơn: