En este artículo, examinaremos un diseño existente basado en el FED60W del fabricante P-Duke Technology, representada de Electrónica OLFER, un convertidor CC/CC (2’’x1’’ y 12V/60W).
Y, a continuación, presentaremos dos nuevos productos de P-DUKE que ofrecen a los diseñadores la posibilidad de incrementar la potencia hasta 100W manteniendo el mismo formato, o bien reducir el tamaño total si se disminuye la demanda energética a 50 W.
Refrigeración y reducción de potencia
Cada proceso de conversión genera algo de calor y cuanto mayor sea la eficiencia del dispositivo, menores serán las pérdidas energéticas, las cuales pueden ser calculadas mediante las fórmulas:
Según la ficha técnica, el FED60W tiene una eficiencia del 92%, entrada de 12V y potencia de 60W. Las pérdidas son:
La sobre temperatura del convertidor y la temperatura ambiente máxima se pueden calcular utilizando las siguientes fórmulas:
Donde:
- TRise es el aumento de temperatura en la carcasa del convertidor generado por la disipación de potencia.
- Rth es la impedancia térmica de la carcasa respecto a la temperatura ambiente.
- Ploss es la disipación de potencia generada durante el proceso de conversión del módulo de potencia.
Aunque los valores de Rth se pueden encontrar en la hoja de datos, es mucho más fácil determinar la temperatura ambiente máxima utilizando las curvas de reducción de potencia para diferentes configuraciones de refrigeración que se incluyen en las fichas técnicas (Figuras 2 y 3).
Explicación: Con un flujo de aire de 100LFM (pies lineales por minuto), el convertidor FED60W puede entregar el 100% de su potencia nominal, es decir, 60 W, hasta una temperatura ambiente de 68°C sin necesidad de disipador.
Sin embargo, cuando la temperatura ambiente alcanza los 80 °C, la potencia se reduce al 67%, lo que equivale a 40 W. Para mantener o aumentar la potencia en condiciones térmicas más exigentes, es necesario incrementar el flujo de aire o incorporar un disipador térmico.
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