1. 將電源與終用途相匹配

重要的整體設(shè)計(jì)考慮因素之一是使用正確類型的電源。這意味著將其與您設(shè)備的預(yù)期終用途相匹配。

在大多數(shù)情況下，開關(guān)電源是有效的選擇。在需要精度和連續(xù)運(yùn)行的工業(yè)應(yīng)用中，更傳統(tǒng)的線性電源可能更好。您還應(yīng)該考慮預(yù)期的輸入和輸出電壓，以確定有效的架構(gòu)。

考慮您的設(shè)備的工作環(huán)境。較高溫度的工業(yè)應(yīng)用和溫度變化很大的戶外使用對(duì)電源性能有不同的影響。這些條件可能會(huì)使某些設(shè)計(jì)架構(gòu)在現(xiàn)實(shí)世界中或多或少變得高效，因此將它們納入規(guī)劃階段非常重要。

2. 使用正確的材料

高效的電源設(shè)計(jì)還涉及材料選擇。不同的金屬具有不同的熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率，導(dǎo)致電流通過它們時(shí)能量損失的變化。您必須將這些特性與 PSU 設(shè)計(jì)進(jìn)行比較，以確定適合該任務(wù)的材料。

請(qǐng)記住，您不必僅限于純金屬。雖然硅可能是地殼中第二豐富的元素，并且具有高導(dǎo)電性，但鎵和砷等添加劑可以為其他材料帶來類似的特性，在某些條件下表現(xiàn)更好。

再次強(qiáng)調(diào)，考慮終用途至關(guān)重要。有些材料在環(huán)境溫度下具有很高的效率，但在極端情況下可能很快導(dǎo)致過度的能源浪費(fèi)。

3. 管理內(nèi)部溫度

溫度不僅會(huì)影響某些材料的效率，還會(huì)影響電源效率。無論您的架構(gòu)或材料如何，您的系統(tǒng)都會(huì)在高溫和極低溫度下退化并產(chǎn)生過多的能量損失。因此，溫度控制系統(tǒng)在 PSU 設(shè)計(jì)中起著至關(guān)重要的作用。

許多現(xiàn)代電源類型都可以在32-122 華氏度范圍內(nèi)舒適運(yùn)行，但前提是氣流充足。還值得考慮的是，由于高導(dǎo)熱組件的熱輻射，內(nèi)部溫度可能比周圍環(huán)境高得多。

風(fēng)扇和散熱器是任何大型電源的必需品。另一方面，絕緣可能是必要的，以防止組件之間的熱傳遞，并防止在寒冷環(huán)境中運(yùn)行的設(shè)備因極低溫度而損壞。

4. 防止射頻干擾

射頻 (RF) 干擾是另一個(gè)重要但容易被忽視的因素。作為更大的互聯(lián)生態(tài)系統(tǒng)一部分運(yùn)行的設(shè)備將受到相當(dāng)大的射頻輻射。當(dāng)今的任何用例都必須應(yīng)對(duì)當(dāng)今互聯(lián)世界中的一些射頻干擾。雖然這種輻射可能對(duì)人體無害，但它會(huì)限制電源設(shè)計(jì)效率。

您可以通過幾種不同的方式來防止射頻干擾。法拉第籠、柔性墊圈、O 形圈、電纜屏蔽和導(dǎo)電織物都是相對(duì)簡單的解決方案。哪個(gè)取決于您的具體設(shè)計(jì)限制以及您可能需要通過的任何射頻信號(hào)。

材料在這種保護(hù)中也發(fā)揮著關(guān)鍵作用。鋼和銅作為射頻屏蔽既便宜又有效，但很容易變熱，從而引發(fā)與溫度相關(guān)的效率問題。

5. 牢記長期績效

當(dāng)您考慮這些 PSU 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)時(shí)，請(qǐng)記住，現(xiàn)在有效的方法可能在未來幾年就不再有效。效的電源在整個(gè)使用壽命期間都能保持其效率。僅在年提供該性能的高效 PSU 并不理想。

確保電源具有長期效率主要是防止其磨損。適當(dāng)?shù)臏囟裙芾韺?duì)于保持所需的材料性能大有幫助。設(shè)計(jì)還應(yīng)使水、污垢和其他污染物遠(yuǎn)離敏感組件和通風(fēng)口，以確保它們能夠在多年的積累中高效工作。

使組件易于維修也很重要。模塊化設(shè)計(jì)將實(shí)現(xiàn)更快的清潔和升級(jí)，從而在異常磨損的情況下使 PSU 具有更長、更高效的使用壽命。

6. 考慮各個(gè)組件的功耗

某些設(shè)計(jì)可能會(huì)因試圖過度提高電源效率而意外限制電源效率。正如不必要和過于復(fù)雜的步驟在制造過程中浪費(fèi)時(shí)間和精力（使額外的加工成為精益生產(chǎn)中的八種主要浪費(fèi)之一）一樣，設(shè)計(jì)過于復(fù)雜也會(huì)抑制能源效率。

許多現(xiàn)代 PSU 使用有源元件來降低能耗。這些可能包括有源開關(guān)技術(shù)、用于溫度控制的風(fēng)扇或監(jiān)控設(shè)備。雖然這些技術(shù)可以確保更高效的運(yùn)營，但它們也需要電力。添加太多終會(huì)導(dǎo)致收益遞減。

跟蹤每個(gè)組件的功耗。將它們與累積效率驅(qū)動(dòng)效應(yīng)進(jìn)行比較，以確定何時(shí)需要停止添加有源組件以限度地發(fā)揮其潛力。

7. 在制造前測(cè)試電源設(shè)計(jì)

無論您的設(shè)計(jì)計(jì)算有多，您都必須在將電源設(shè)計(jì)投入生產(chǎn)之前對(duì)其進(jìn)行測(cè)試?，F(xiàn)實(shí)世界的性能并不總是像紙面上的那樣，您希望盡可能減少物理原型迭代。

人工智能(AI) 和數(shù)字孿生在此階段可以提供很大幫助。這些技術(shù)可讓您對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行虛擬建模和測(cè)試，從而限度地減少研發(fā)成本和時(shí)間。由于人工智能更擅長發(fā)現(xiàn)這些實(shí)驗(yàn)中的微妙趨勢(shì)，因此它可以更好地查明改進(jìn)的空間。因此，在某些情況下，該技術(shù)已將開發(fā)時(shí)間縮短了 20%-50%。

請(qǐng)記住在每個(gè)設(shè)計(jì)階段后重新測(cè)試您的電源。原型設(shè)計(jì)后測(cè)試整個(gè)設(shè)備也很重要，因?yàn)槠渌M件可能會(huì)影響 PSU 的效率。