无论AC/DC电源是开放式还是封闭式，甚至是台式适配器，用于医疗应用和工业应用的最新电源设备都有一些共同点：它们提供了更小的解决方案尺寸并实现了更高的功率密度，同时提供更高的效率。
此外，许多电源制造商正在推出更多灵活的方案，以满足广泛的医疗和工业应用。冷却和并联电源的功能也是重要因素。毫不奇怪，这些AC/DC电源还符合各种安全认证，并且可以在恶劣的环境中运行。
以下是一系列满足医疗和工业电源要求的AC/DC电源。在某些情况下，它们满足这两个细分市场的要求。
电源领域最近都有哪些新品以及亮点？3月30日，AspenCore将在上海举办国际集成电路展览会暨研讨会（IIC Shanghai 2023），同期举办的“第25届高效电源管理及宽禁带半导体技术应用论坛”邀请到国内外多家优秀的电源芯片提供商，欢迎感兴趣的朋友点击这里报名参会，并到场交流。
据XP Power公司称，该公司推出了一个AC/DC电源系列，其要比市场上现有的解决方案小50%，从而将功率密度提高了一倍。全新的AQM系列超紧凑型医用台式电源(图1)，尺寸为6.56×2.13×1.3in.(166.5×54.2×33.0mm)，提供高达11W/in.3的功率密度。
图1：XP Power的AQM系列。(图片来源：XP Power)
AQM系列针对家庭保健和医院应用中的无风扇解决方案，提供三种功率级别——200W(AQM200)、250W(AQM250)和300W(AQM300)——以满足各种医疗应用。所有单元均采用85–264VAC的通用电源输入运行。AQM250提供12V、19V、24V和48V的单输出，AQM200和AQM300电源还提供15V输出配置。
这些低损耗AQM电源基于宽禁带氮化镓技术，效率高达94%，待机模式下的功耗低于150mW。它们符合能源效率等级VI。XP Power表示，所有设备均可在高达40℃的温度下提供全输出功率，并且可以在高达60℃的降额条件下使用。
AQM电源已通过一系列国际安全和EMI认证，包括EN/IEC60601-1、EN61000和EN55032。它们符合第4版医疗EMC要求并提供2×MOPP保护。此外，该公司表示，所有变体的I类和II类版本均可用，可用于医院等专业医疗机构以及远程患者家中或工作场所。
对于开放式电源，Cincon Electronics公司提供500W AC/DC电源，占位面积为3×5in.(127×76.2×39.1mm)，适用于医疗应用。CFM500M系列是一款2×MOPP高密度医用AC/DC电源，采用底板散热设计。该系列已通过UL60601-1/IEC60601-1/EN60601-1 Ed.3.1安全认证，符合IEC/EN60335-1要求。
CFM500M系列提供80~264VAC的扩展输入范围。这些电源提供12、18、24、36和48VDC五种输出，并带有可选的盖子/外壳。其他主要特性包括94.5%的高效率、＜0.1mA的低漏电流、低于0.5W的低空载输入功耗以及–40℃至85℃的宽工作温度范围。
其他功能包括开/关远程控制、电源就绪和电源故障信号，以及过热、连续短路、输出过压和输出过流保护。这些电源可在最高5,000m的高海拔地区使用。
医疗应用包括医疗保健以及医院和牙科诊所的诊断和监控设备。它们还符合家用电器的EN60335-1标准。
图2：CUI的VMS-C和VMS-C-CNF。(图片来源：CUI)
Bel集团旗下的CUI公司为其VMS-C和VMS-C-CNF医用AC/DC电源系列增加了12种型号，提供开放式框架或金属外壳两种型号(图2)。这些更高功率的型号，高达550W，是适合用于医疗和家庭保健应用的底盘安装单元，例如超声机和病床。
这些电源具有高达264VAC的通用输入电压和12、15、24、27、36和48V的输出电压。它们可以使用板载微调电位器进行调整。工作温度范围为–40℃至70℃(100/120W产品为85℃)。它们还提供0.5W的低待机功耗。所有单元都可以在高达5,000m的海拔高度运行。
紧凑型VMS-C和VMS-C-CNF系列通过了医疗/家用认证，符合ES/EN60601、EN61558和EN60335安全标准。该公司表示，它们适用于I类或II类安全安装，尤其适用于指定低泄漏电流小于0.1mA的医疗应用。
图3：TT Electronics的TAAM700。(图片来源：TT Electronics)
TT Electronics公司推出了700W医疗级封闭式电源，占位面积仅为6.7×3.66in.(图3)。TAAM700的功率密度为17.8W/in.3，它可在–30℃至70℃的宽工作温度范围内工作，适用于有散热挑战的环境。该电源适用于空间受限的医疗保健和工业设备，例如激光设备和机器人。
该电源可提供625~700W的连续输出功率，具有远程开/关功能和可选的内置电流共享(可配置为1.26kW)，并且具有车身浮动(BF)额定输出。它已通过UL/EN/IEC 60601-1认证。所有型号均符合FCC PART 15和EN55032 B类排放限制，并符合UL、IEC、CE和UKCA。
TAAM700提供从12VDC到48VDC的标准输出电压。该公司表示，所有选项均已通过适用的安全和EMC标准的全面认证，从而可降低合规风险、简化设计并加快上市时间。
Powerbox公司已推出适用于工业应用的1,200W AC/DC电源(图4)。OFI1200A针对传导冷却进行了优化，无需使用风扇即可在–40℃至95℃的底板温度范围内提供高性能。该电源在85至305VAC的宽通用输入范围内运行，并具有功率因数校正(PFC)。
图4：Powerbox的OFI1200A。(图片来源：Powerbox)
OFI1200A提供三种单输出直流电压版本：12V/84A、28V/43A和48V/25A。采用高效拓扑，该48V输出单元在230VAC输入时的典型效率为92%。该单元包括了系数为0.98/0.95(110VAC/230VAC)的PFC。
该公司表示，OFI1200A旨在确保从散热元器件到基板的最佳传热，并且可以按照技术文档中的规定进行降额。
该输出电压和电流可满足一系列应用，并可从接近零调整到每个型号允许的最大值。为了精确调节电压和电流，OFI1200A提供两个模拟输入：VTRM和ITRM。其所引用的一个示例，包括可在接近0V至高达33.6V的范围内调节的28V输出，以及可在接近0A至高达43A的范围内调节的输出电流。该输出电压也可使用板载电位器进行调节。
Powerbox表示，扩展的微调和控制功能，简化了电源在恒压或恒流模式下的使用，而无需添加外部电路。
对于需要冗余或更高功率的应用，可以并联9个单元，在传导冷却模式下总功率水平高达9,720W。该公司表示，为了在并行或冗余模式下运行时保持最高水平的效率，OFI1200A28和OFI1200A48上提供了可选的采用FET技术的有源OR-ing电路(Option-O)。
OFI1200A已通过MIL-STD-810H规定的冲击和振动测试，设计为可承受20G级冲击。该电源已通过UL62368-1第3版cUL(相当于CAN/CSA-C22.2 No.62368-1)认证。它符合欧洲RoHS、REACH和低电压指令，并带有CE、UKCA和cURus标志。
OFI1200A在开放式框架中的尺寸为5.59×1.54×10.36in.(142×39×260mm)，最大重量为1.2kg。该电源可用于一系列严苛的应用，例如安装在密封盒中的电子设备、受恶劣天气条件影响的无线电通信系统、室外显示器和交通信号，以及具有可听噪声限制的室内设备。
另一个1,200W系列来自Advanced Energy公司(图5)。该公司通过推出Artesyn LCC1200系列无风扇、传导冷却AC/DC电源扩展了LCC系列。LCC1200提供了高达1,200W的功率输出和93.5%的效率，外形紧凑，尺寸为4.5×11×1.57in.。该新电源适用于工业应用，包括户外数字LED标牌、交通信号灯设备、工业照明、电信天线和商用现成解决方案。
图5：Advanced Energy的Artesyn LCC1200。(图片来源：Advanced Energy)
Advanced Energy表示，与其他需要在55℃以上输出降额的电源不同，LCC1200可以在–40℃至85℃的底板温度范围内保持其1,200W的完整负载能力，而无需强制通风。LCC1200据说还提供业界最高的功率密度之一，为15W/in.3。
该公司表示，凭借通用的90至264VAC输入，LCC1200系列无需调整即可在全球范围内使用。这些电源具有可进行宽范围调节的单个28或24VDC输出和一个5V待机电压输出。支持有源均流，最多可并联三台，支持更高的负载电流。
LCC1200系列经批准符合国际IEC62368-1 ITE安全标准，并通过了cUL、CE、UKCA和CCC认证。内置PMBus接口提供数字通信，具有电压、电流、温度和故障情况报告的控制和监视功能。LCC1200的计算MTBF超过200万小时。
LCC1200系列还提供IP20和IP65防护等级。IP65版本安装在完全密封的外壳中，可防止灰尘和水进入，使其适用于无风扇户外和封闭式工业应用。
在低功率、空间受限工业应用的另一端，Traco Power公司最近推出了TPI 50A-J，这是一个50W AC/DC开放式框架电源系列，具有3,000VAC增强型隔离系统。该公司表示，该新系列采用3×1.5×1.18in.的封装，并提供了峰值功率功能(70W)，这使其能够在长达5s的时间内提供高达140%的额定功率。这些电源还提供高达93%的高效率和–40℃至60℃的工作温度范围(自然对流)，无需降额，以及高达85℃的负载降额或强制冷却。
该系列提供一系列输出电压：5、12、15、24、36、48和53VDC。这些电源旨在满足工业/自动化以及测试和测量市场应用的ErP指令(＜0.3W的空载功耗)和EMC特性。
在许多情况下，AC/DC电源旨在支持工业和医疗应用的高可靠性要求。最近的一个例子是Cosel公司的AEA600F系列600W自由空气对流冷却电源(图6)。这些开放式框架AC/DC电源可针对医疗和工业应用提供300%的峰值功率长达1,000ms。该公司表示，这支持了电源在高峰运行期间提供额外电力的需求，这是动态负载(例如电机启动时)所需要的。
图6：Cosel的AEA600F。(图片来源：Cosel)
AEA600F专为需要高安全性的应用而设计，已通过EN62477-1(OVC III)工业应用标准认证，并通过了ANSI/AAMI ES60601-1和EN60601-1第三版医疗应用认证。AEA600F适用于BF应用，符合2×MOPP(IN/OUT)和1×MOPP(OUT/FG)安全要求。
此外，AEA600F还符合以下安全要求：UL(美国)、C-UL(加拿大)、DEMKO(丹麦)和TUV(德国)。该产品通过了UL62368-1和EN62368-1认证，符合欧洲RoHS、REACH和低电压指令。
AEA600F还通过了EN62477-1过电压三类(OVC III)认证。这意味着由产品供电的最终设备可以直接连接到主配电盘，而无需增加额外的隔离级别，Cosel公司表示，这简化了系统设计，降低了成本，并保证了高效率。
AEA600F专为国际应用而设计，提供85~264VAC的输入电压。它提供24V、36V和48V三种输出电压，额定电流分别为25A、16.7A和12.5A。可以使用内置电位器调节输出电压。
AEA600F包括内置浪涌电流、过流和过压保护电路以及热保护。工作温度范围为–20℃至70℃。该电源采用开放式框架，尺寸为1.61×5×7.32in.(41×127×186mm)，最多可并联6个单元。
目标应用包括机器人和机器人技术、输液泵、呼吸机、执行器、过程控制、无线电和传输设备以及紧急信号。
TDK公司发布了TDK-Lambda品牌CUS500M1 500W AC/DC电源(图7)，作为其600W CUS600M型号的替代产品，为低功耗、对成本更敏感的应用提供了成本降低。CUS500M1占位面积为3×5in.，适用于一系列I类或II类(双重绝缘)应用，包括家庭保健、医疗和牙科，以及测试和测量以及广播和工业设备。
图7：TDK的CUS500M1。(图片来源：TDK)
CUS500M1系列可接受85至264VAC输入并提供七种输出电压：12、19、24、28、32、36和48V。还提供了带盖的集成风扇选项。开放式框架型号尺寸为76.2×127×37mm或85×157×42.5mm，并装有盖板/风扇组件。
当对流冷却时，CUS500M1可在–20℃至40℃的环境温度范围内提供300W(峰值500W)的功率，并在70℃时线性降额至150W负载。通过强制风冷或安装一体式风扇，该系列在60℃环境下提供高达500W的功率，在70℃时降额至400W。该系列提供高达96%的效率，这减少了内部功率损耗。
其主要特性包括4,000VAC(2×MOPP)的输入到输出隔离、2,000VAC(1×MOPP)的输入到地隔离以及1,500VAC(1×MOPP)的输出到地隔离，适用于B级和BF级医疗设备。其漏电流＜200µA，触摸电流＜100µA。最高作业、运输、储存海拔高度为5000m。
安全认证包括IEC/EN/ES 60601-1和IEC/EN/UL 62368-1，以及针对低电压、EMC和RoHS指令的CE和UKCA标志。这些单元还符合EN 55011-B和EN 55032-B传导和辐射发射(该公司表示，对于II类应用，可能需要外部滤波)，以及EN 61000-3-2谐波、IEC60601-1-2第4版和IEC 61000-4抗扰度标准。
Recom Power公司也扩展了其600W型号的AC/DC开放式框架电源系列(图8)。RACM600-L系列可提供400/450W(115/230VAC)的功率(对流冷却)，而600W的功率则采用连续强制气流。该产品具有通用80至275VAC输入和单个24V输出，可调±20%，额定电流为25A。还提供5V/0.5A待机输出。
图8：Recom的RACM600-L。(图片来源：Recom Power)
RACM600-L采用U型通道格式，尺寸为97×102×41mm(1U)，并包含用于底盘安装的固定件。工作温度范围为–20℃至70℃(降额)。
RACM600-L系列具有高达93%的效率，可以通过内部OR-ing二极管和有源电流共享并联以实现冗余或增加输出。其他功能包括开/关控制、电源良好信号和遥感、PMBus接口以及过流、过热、过压和短路保护。
RACM600-L专为医疗和过程控制等高可用性应用而设计。认证包括2×MOPP医疗安全(IEC/EN/CSA/ANSI/AAMI-ES 60601-1)达3,000m，漏电流适用于BF应用。该模块还通过了IEC 62368-1认证，适用于IT/多媒体/工业应用，并具有可运行5,000m的强化安全隔离。
Recom公司表示，EMC曲线“B”符合EN 55032，在没有外部元器件的情况下具有良好的裕量，浪涌和突发抗扰度为4级。
3月30日，AspenCore将在上海举办国际集成电路展览会暨研讨会（IIC Shanghai 2023），同期举办的“第25届高效电源管理及宽禁带半导体技术应用论坛”邀请到国内外多家优秀的电源芯片提供商，欢迎感兴趣的朋友点击这里报名参会，并到场交流。
（原文刊登于EDN姊妹网站Electronic Products，参考链接：AC/DC power supplies continue to shrink，由Franklin Zhao编译。）
本文为《电子技术设计》2023年3月刊杂志文章，版权所有，禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里。
最前沿的电子设计资讯
