모든 응용 분야에 적합한 에너지 절약형 전원 공급 장치 선택을 위한 완벽한 가이드
새 제품이나 장비에 맞는 전원 공급 장치를 선택해 보신 적이 있다면, 전압과 와트 수를 맞추는 것만큼 간단한 일이 거의 없다는 것을 이미 알고 계실 겁니다. 에너지 절약이 필수 요건이 되는 순간, 갑자기 효율 차트, 열 문제, 인증, 대기 전력, 그리고 (흔히 예산 절감)까지 고려해야 하게 됩니다.
실제 응용 분야에 적합한 에너지 절약형 전원 공급 장치를 선택하는 방법은 무엇일까요? 자세한 내용은 계속 읽어보세요.
1. 사양서가 아닌 장치의 동작 방식부터 시작하세요
효율 수준을 비교하기 전에, 장치가 하루 종일 전력을 어떻게 사용하는지 이해해야 합니다. 많은 프로젝트가 여기서 첫 번째 실수를 저지르게 됩니다.
예를 들어:
● 스마트 보안 카메라는 대부분의 시간 동안 에너지를 거의 소모하지 않지만 야간 투시 또는 팬틸트 모터가 작동하면 짧은 전류를 보냅니다.
● 소매점의 LED 스트립 조명 시스템은 안정적인 부하에서 장시간 작동하지만, 역률이 낮거나 리플이 높으면 LED 수명이 단축될 수 있습니다.
● 자동화 캐비닛 내부의 산업용 PLC는 안정적인 부하를 받지만 기계 시동 시 열, 진동, 먼지 및 갑작스러운 전압 강하를 견뎌야 합니다.
이 초기 단계는 겉보기에는 괜찮아 보이지만 실제 작동 환경에서는 성능이 떨어지는 전원 공급 장치를 제거하는 데 도움이 됩니다. 또한 오픈 프레임 유닛, 소형 AC-DC 스위칭 전원 공급 장치, LED 드라이버 또는 DIN 레일 전원 공급 장치 중에서 선택의 폭을 좁혀줍니다.
2. 효율성은 단순한 숫자가 아닙니다. 효율성이 어디에서 발생하는지 살펴보세요.
대부분의 전원 공급 장치 구매자는 "90% 효율"이나 80 PLUS 인증 마크에 집중합니다. 문제는 최대 부하 시 효율이 거의 중요하지 않다는 것입니다.
정말 중요한 것은 효율성 곡선입니다.
기기는 100% 부하로 작동하는 경우가 드뭅니다. 자판기는 대부분 저전력 상태로 작동하며, 통신 라우터는 끊임없이 변동합니다. 전기차 충전 컨트롤러는 활성화되기 전까지 몇 시간 동안 유휴 상태를 유지할 수 있습니다.
따라서 귀하가 찾고 있는 것은 다음과 같은 조건에서 좋은 효율성을 유지하는 전원 공급 장치입니다.
● 20% 부하
● 50% 부하
● 실제 공회전 조건
최대 효율이 약간 낮은 전원 공급 장치는 낮은 부하에서 더 나은 성능을 발휘할 경우 장기적으로 더 많은 전기를 절약할 수 있습니다.
3. 숨겨진 비용: 대기 및 무부하 전력
현대의 많은 기기는 사용하지 않는 것처럼 보일 때조차도 항상 켜져 있습니다. 스마트 센서, 충전기, 가전제품은 수명의 95%를 대기 모드로 사용할 수 있습니다.
에너지 절약 설계의 경우 두 가지 숫자가 중요합니다.
● 대기전력
● 무부하 소비량
오늘날 좋은 전원 어댑터는 무부하 소비 전력이 0.3W~0.5W에 달하며, 고효율 산업용 전원 공급 장치는 그보다 더 나은 성능을 보이는 경우가 많습니다. 가전제품을 개발하는 경우, 대기 전력을 0.2W만 줄여도 대량 생산 시 에너지 사용량을 크게 줄일 수 있습니다.
LED 조명, IoT 허브, 스마트 홈 기기의 경우, 이는 전체 시스템을 재설계하지 않고도 에너지 규정을 통과시키는 가장 쉬운 방법 중 하나입니다.
4. 라벨보다 실제 규정 준수가 더 중요합니다.
인증은 단순한 스티커가 아닙니다. 제품의 시장 진출 여부를 결정하는 요소입니다. 예를 들면 다음과 같습니다.
● 북미 : UL / ETL
● 유럽 : CE / EN62368
● 중국: CCC
● 일본 : PSE
● 의료 : IEC60601-1
● 산업용: EN61010
제품을 전 세계적으로 판매할 경우 이미 여러 승인을 받은 전원 공급 장치를 선택하면 수개월간의 테스트 시간을 절약하고, 재설계를 피할 수 있으며, 인증 과정에서 '예상치 못한 열 문제'의 위험을 최소화할 수 있습니다.
이것이 많은 회사가 결국 특정 규제 요구 사항을 충족하도록 장치를 재설계할 수 있는 OEM/ODM 전원 공급 장치 공장에 눈을 돌리는 이유입니다.
5. 열 거동: 종종 무시되는 효율 저하 요인
고효율 전원 공급 장치라도 과열되면 성능이 빠르게 저하됩니다. 열은 전해 콘덴서, 스위치, 변압기 등 효율에 직접적인 영향을 미치는 부품에 영향을 미칩니다.
실제 효율성을 정격 값에 가깝게 유지하려면 다음 사항을 고려하세요.
● 기기에 공기 흐름이 있는지
● 인클로저가 열을 가두는 경우
● 공급이 특정 온도 이상에서 감소를 요구하는 경우
● 부하 스파이크가 열응력을 유발할 수 있는지 여부
이것이 산업 시스템이 저렴한 플라스틱 어댑터 대신 방열성이 더 좋은 금속으로 둘러싸인 스위칭 전원 공급 장치를 선호하는 이유입니다.
6. 전원 공급 장치 크기를 올바르게 조정하세요(대부분의 사람들은 너무 크게 조정합니다)
흔히 저지르는 실수 중 하나는 안전을 위해 100% 오버사이즈로 구매하는 것입니다. 이는 두 가지 문제를 야기합니다.
● 전원 공급 장치는 효율성이 낮은 부하에서 작동합니다.
● 사용하지 않는 와트수에 대해 더 많은 비용을 지불하게 됩니다.
대부분의 경우, 부하에 돌입 전류가 높지 않은 한(모터, 압축기, 솔레노이드), 20~30%의 여유 공간이 이상적입니다. LED 조명, 라우터, EV 충전기, 제어 시스템은 과도한 오버사이즈가 거의 필요하지 않습니다.
적절한 크기의 전원 공급 장치는 안전하지만 비효율적인 전원 공급 장치보다 일반적으로 더 많은 에너지를 절약합니다.
7. 맞춤화가 필요한 경우
때로는 적합한 전원 공급 장치가 기성품으로 존재하지 않을 수 있습니다. 의료용 카트, 로봇 시스템, 옥외용 LED 간판, 스마트 충전 장치와 같은 제품의 경우, 맞춤형 설계를 통해 발열을 줄이고 안정성을 향상시키며 에너지 낭비를 줄일 수 있습니다.
유용한 사용자 정의 옵션은 다음과 같습니다.
● 수정된 출력 전압
● 고효율 토폴로지
● 맞춤형 인클로저 또는 커넥터
● 향상된 EMC 필터링
● 더 높은 PFC
이런 경우, 특히 에너지 절약 성능이 핵심 요구 사항인 경우, 유능한 스위칭 전원 공급 장치 제조업체와 협력하는 것이 큰 차이를 만듭니다.
결론
에너지 절약형 전원 공급 장치를 선택하는 것은 단순히 가장 높은 효율 등급을 찾는 것만이 아닙니다. 장치의 작동 방식, 전력 손실이 발생하는 위치, 열이 성능에 미치는 영향, 그리고 인증 및 실제 부하 패턴이 최종 선택에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 것이 중요합니다.
효율 곡선, 대기 전력, 열 성능, 적절한 크기를 고려하고, 해당 애플리케이션을 이해하는 제조업체와 협력하면 이론적으로가 아니라 자연스럽게 에너지를 절약하는 전원 공급 장치를 얻을 수 있습니다.