項(xiàng)目名稱： IP68戶外大功率防水開關(guān)電源
IP68 High Power Waterproof Switching Power Supply
申報(bào)單位： 杭州重芯力科技有限公司
綜合介紹或申報(bào)理由：
IP68戶外大功率防水開關(guān)電源優(yōu)勢(shì)有：
采用有源功率因素矯正電路，功率因素高達(dá)0.9，對(duì)電網(wǎng)的無功污染??；
采用雙極型驅(qū)動(dòng)軟開關(guān)技術(shù)，使整機(jī)能效高達(dá)93%；
采用一體化澆鑄成型工藝，電源的防護(hù)等級(jí)可達(dá)到IP68。
可廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、LED照明、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、數(shù)碼產(chǎn)品等。
主要技術(shù)參數(shù)：
1.防塵、防水等級(jí)：IP68；
2.功率因數(shù)：≥0.9；
3.能效系數(shù)：≥93%。
4.輸入電壓：100~240VAC
5.輸出電壓：5V、12V、24V、36V
6.額定電流：40A、22A、13.33A、8.88A
7.額定功率：200W、270W、300W、300W
8.工作溫度：-40～+70℃
9.工作濕度：5～100%RH
與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品或同類技術(shù)的比較情況：
1.能效系數(shù)高：本公司產(chǎn)品≥93%，同類產(chǎn)品達(dá)到80%左右，效率提高13%；
2.功率因數(shù)高：本公司產(chǎn)品≥0.9；同類產(chǎn)品0.70左右，功率因數(shù)提高20%以上；
3.防護(hù)等級(jí)高：本公司產(chǎn)品達(dá)到IP68，可長(zhǎng)時(shí)間浸入水中，同類產(chǎn)品為IP67，只能承受短時(shí)間低水位浸水。
經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)分析：
本產(chǎn)品功率因素高，節(jié)省發(fā)電設(shè)備資源；能效高節(jié)約用電成本；防護(hù)等級(jí)高，可靠性強(qiáng)，節(jié)約安裝材料和人工成本。
技術(shù)及工藝創(chuàng)新要點(diǎn)：
技術(shù)創(chuàng)新要點(diǎn)：
1）功率因素設(shè)計(jì)
由于電路中的電感和電容的存在，電網(wǎng)輸入電流會(huì)出現(xiàn)畸變，感性負(fù)載相位角超前，而容性負(fù)載相位角滯后，只有負(fù)載呈現(xiàn)純阻性負(fù)載的時(shí)候，功率因素才能達(dá)到1。開關(guān)電源是一種非線性負(fù)載，其輸入電流會(huì)有許多的高次諧波成份，無法靠加入電容器及電感器的方式補(bǔ)償高頻的諧波成份，因此其峰值因子很高，畸變功率因子很低，會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成巨大的污染，造成極大的浪費(fèi)。
大功率防水開關(guān)電源選用數(shù)控單片機(jī)、高頻鐵氧體變壓器、電阻、電容、電感、功率開關(guān)管等元器件經(jīng)過貼片和插件工藝組成線路板。采用有源功率因素矯正，平均電流CCM控制方式，采樣電感電流和輸出電容電壓，固定頻率，在輸入和負(fù)載之間加入一個(gè)有源功率因素矯正模塊，應(yīng)用電流反饋技術(shù)使輸入電流波形跟蹤輸入交流正弦電壓波形，使電網(wǎng)輸入端電流波形逼近正弦，和電網(wǎng)輸入電壓相位角相等，得到≥0.98的功率因素。
2）雙極型功率變換器電路及驅(qū)動(dòng)方法設(shè)計(jì)
能效系數(shù)是開關(guān)電源一個(gè)非常重要的指標(biāo)，而功率變換電路中的半導(dǎo)體器件是影響開關(guān)電源的效率主要來源，主要有以下幾個(gè)方面：
a.開關(guān)管的導(dǎo)通損耗。開關(guān)管的導(dǎo)通損耗主要與與開關(guān)管的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)的大小有關(guān)。
b.開關(guān)管交叉損耗。這也是限制開關(guān)電源高頻化，高密度化的重要因素，傳統(tǒng)拓?fù)涞拈_關(guān)管在導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)，轉(zhuǎn)變過程中，電壓與電流有交叉過程，交叉過程中的電壓電流很大。開關(guān)管消耗的能量隨著頻率變大而變大，且隨著交叉過程中的電流和電壓的幅值變化而變大。這部分損耗帶來了開關(guān)管的發(fā)熱，即使在負(fù)載很低的時(shí)候，這部分損耗也依然存在。
c.整流器二極管的損耗。由于開關(guān)電源的二次側(cè)大部分都是低壓大電流，特別是較大輸出功率時(shí)，即使肖特基二極管的導(dǎo)通電壓很低，當(dāng)流過的電流很大，比如20A,40A甚至更大時(shí)，在肖特基二極管上消耗的功率也會(huì)很大。
d.其他輔助線路損耗和器件損耗。
本項(xiàng)目研制的雙極型功率變換器電路由雙極型功率管、控制電路、反向續(xù)流二極管、諧振電容、諧振隔離變壓器等組成。選用驅(qū)動(dòng)良好的雙極型晶體管在大電流時(shí)通常有更低的損耗（P=Ic*Vce），且可以在更高的電壓下工作；其次通過單片機(jī)控制器的隨動(dòng)控制，克服開關(guān)速度慢且隨負(fù)載變化的缺陷。隨動(dòng)控制是通過單片機(jī)檢測(cè)半橋或全橋的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，獲得開關(guān)器件的開關(guān)狀態(tài)，進(jìn)而控制雙極型晶體管在最佳導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通，使開關(guān)器件進(jìn)入軟開關(guān)狀態(tài)，減小開關(guān)器件的開關(guān)損耗，使開關(guān)電源更為高效。采用反饋諧振全負(fù)載軟開關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)主控開關(guān)管全負(fù)載軟開關(guān)，包括零電壓開通和零電流關(guān)斷，降低了開關(guān)管的損耗，實(shí)現(xiàn)效率的提升。
為了降低整流器二極管的導(dǎo)通損耗，特別是大輸出功率時(shí)導(dǎo)通損耗。本項(xiàng)目采用低內(nèi)阻的MOSFET來替代肖特基二極管，讓大電流流過MOSFET時(shí)產(chǎn)生較小的導(dǎo)通壓降，在整流線路產(chǎn)生的導(dǎo)通損耗會(huì)下降到一個(gè)較低的程度。利用同步控制線路控制MOSFET工作在同步整流狀態(tài)，又會(huì)減少M(fèi)OSFET的開關(guān)損耗。
2、工藝創(chuàng)新要點(diǎn)
1）一體化澆鑄成型工藝
普通的電源是采用將外殼成型后，將焊有電子元器件的電路板固定到外殼上，然后在電路板上覆蓋硅膠進(jìn)行密封形成保護(hù)。但此種結(jié)構(gòu)產(chǎn)品由于電源外殼與硅膠的熱脹冷縮系數(shù)不同，容易造成外殼與膠產(chǎn)生脫離，并且長(zhǎng)期在高潮濕度或水里浸泡使用時(shí)會(huì)產(chǎn)生膠體溶脹導(dǎo)致出現(xiàn)滲水，不能達(dá)到完全長(zhǎng)期防水而導(dǎo)致電源失效和損壞。
本項(xiàng)目采用密封體全包裹一體化結(jié)構(gòu)，將帶有電子元器件的線路板通過澆鑄工藝固定在外部密封體內(nèi)，外部密封體為一種材料。密封體有進(jìn)線和出線，他們一部分密封在外部密封體內(nèi)，一部分露出外部密封體，其材料都和密封體為同種材料。
澆鑄成型工藝流程：高速填充-持續(xù)真空保壓-恒溫成型-對(duì)流式水冷卻-全自動(dòng)循環(huán)風(fēng)脫模，整個(gè)成型過程采用PLC全自動(dòng)控制，保證成型質(zhì)量。
a、填充階段采用高速填充模式，加大液態(tài)材料整體流動(dòng)性，快速填充整個(gè)模腔，以提高產(chǎn)品的成型效率。
b、保壓階段通過對(duì)型腔內(nèi)產(chǎn)品持續(xù)施加壓力，壓實(shí)熔體，增加封裝材料的密度(增密)，以補(bǔ)償封裝材料的收縮行為，使產(chǎn)品外觀達(dá)到要求。
c、恒溫成型需要保證整個(gè)型腔的溫度恒定，熔體受熱均勻，使產(chǎn)品外觀達(dá)到要求。
d、冷卻階段采用對(duì)流式水冷卻，使冷卻水管靠近模腔，并采用大管徑冷卻管，以保證冷卻效果均勻而迅速，以防止產(chǎn)品因殘余應(yīng)力導(dǎo)致的松弛現(xiàn)象或脫模外力所造成的翹曲及變形。
e、脫模階段采用全自動(dòng)循環(huán)風(fēng)脫模的方式。使產(chǎn)品脫模時(shí)受力均勻，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，防止引起產(chǎn)品變形等缺陷。
實(shí)際運(yùn)用案例和用戶評(píng)價(jià)意見：
我公司自2017年6月1號(hào)購(gòu)買的杭州重芯力科技有限公司生產(chǎn)的HSG大功率防水開關(guān)電源用于我公司點(diǎn)光源，線條燈產(chǎn)品，長(zhǎng)時(shí)間使用下來性能穩(wěn)定，靜音高效，效果良好。
獲獎(jiǎng)、專利情況：
申請(qǐng)?zhí)枺?01620766684.0
申報(bào)單位介紹：
杭州重芯力科技有限公司是一家從事為L(zhǎng)ED應(yīng)用提供高效、可靠、專業(yè)、先進(jìn)電源供應(yīng)器的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售的企業(yè)，在公司發(fā)展壯大的近3年時(shí)間里，始終為客戶提供性能優(yōu)異的產(chǎn)品、專業(yè)的技術(shù)支持和健全的售后服務(wù)。公司主要產(chǎn)品為L(zhǎng)ED開關(guān)電源。
公司擁有先進(jìn)的示波器分析儀器、可調(diào)多模式電子負(fù)載、強(qiáng)制對(duì)流干燥箱、低溫保存箱、開關(guān)電源老化試驗(yàn)設(shè)備、封裝老化試驗(yàn)設(shè)備、開關(guān)電源檢測(cè)設(shè)備等試制設(shè)備能滿足項(xiàng)目實(shí)施，為廣大客戶提供質(zhì)量?jī)?yōu)異的產(chǎn)品。
公司擁有實(shí)用新型專利6項(xiàng)，外觀專利1項(xiàng)，另有3項(xiàng)發(fā)明專利處于實(shí)審階段。明以其高品質(zhì)的產(chǎn)品、領(lǐng)先的技術(shù)、卓越的經(jīng)營(yíng)理念、完備的售前售后服務(wù)已成為國(guó)內(nèi)照明行業(yè)的知名品牌，近年正快速走向世界，努力爭(zhēng)創(chuàng)全球戶外LED知名品牌。
產(chǎn)品圖片：
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