我曾寫過一篇關於一個廉價LED電源供應器(PSU)的文章,講的是一款中國製造的價格非常低的12V、18W PSU,且我也毫不客氣地說,這款PSU是有問題的。在對它做了一點小小的改動,讓它變得更好用了,現在,借助EDN的熱成像相機,可以更好地瞭解新元件會如何影響其熱性能。

20180416NT02P1 圖1 12V、18W PSU。注意,在一些光亮零件上面貼上膠帶有助於平衡其輻射。

我讓這些影像中的電源工作於70%的額定負載——大約1.1A,直到達到熱平衡。環境溫度為15°C(因為能夠輸入溫度偏移,所以可以很方便地顯示其溫度超出環境溫度多少)。

我測量了三個PSU:

˙第一個PSU的輸出電容較差;

˙第二個PSU來自AliExpress,其輸出電容的ESR較低;

˙第三個PSU是在第二個的基礎上做了改動,用了Rubycon輸出電容和蕭特基(Schottky)輸出整流器。

根據我最初的研究,最需要換掉的元件是12V輸出電容和輸出整流器,一個UF5404 3A快速恢復(50ns)元件。我用SR540 5A蕭特基替換了這個整流器。從影像可以看出差異很明顯(除了幾個元件上的膠帶,外殼上還有從左上角到右下角的一個條,影響雖小但很明顯)。

20180416NT02P2 圖2 第一個PSU元件和外殼的熱影像。

20180416NT02P3 圖3 第二個PSU元件和外殼的熱影像。

20180416NT02P4 圖4 第三個PSU元件和外殼的熱影像。

遺憾的是不能直接比較影像的顏色,因為相機的應用不允許凍結溫標(更高階的相機則可啟用此功能)。儘管如此,結果出人意料,這讓人好奇。

一些令人驚訝的資料

現在我們來看看這些零件。雖然第二個PSU的輸出電容要好一些,實際上它的整流器工作時溫度高了5℃,蕭特基的溫度比第二個PSU要低32℃。或者可以說,它比環境溫度高33℃,而第二個PSU比環境溫度高65℃。

開關電晶體和接收器在第一個PSU上溫度很低,而在其他兩個PSU上溫度上升了35℃。

輸出電容的溫度並不像我記憶中第一次測試那麼糟。它表現出與電流極其非線性的關係,好吧,就是I2R。Rubycon溫度至少比出廠電容低10℃。

外殼溫度也帶來一些驚喜。我們認為最差的第一個PSU外殼溫度卻最低!它很可能在1.5A時變得最熱,但在70%的負載下,還是不錯的。其熱點在輸出元件上。第二個PSU有更好的出廠電容,熱點最高,高出環境溫度45℃,並已移至電晶體區域。

改裝後的PSU的熱點也在電晶體上,但高出環境溫度39℃。在輸出元件上方,溫度比第二個PSU低約10℃。

即使性能得到改善,我仍然只能在其50%左右的額定輸出下使用這些PSU。而且,在同樣的電流下使用那個未經改裝的PSU看起來也是可以的,但是......說真的這些不應該讓大眾知道。

(參考原文: Thermal study exposes PSU improvements,by Michael Dunn,EDN China Jenny Liao編譯整理)