UHP-1000无风扇解决方案的产品应用
明纬UHP系列无风扇电源，特别是UHP-1000（图一），具有独特的无风扇设计，可有效解决多尘环境下电源风扇吸入粉尘所造成的故障问题，减少设备维护频率和成本开销，非常适合安静要求的场合和室内设备，广泛应用于各种场合。本文将以UHP-1000为例，深入探讨其相关应用。
UHP-1000具有强大和多元的控制接口、弹性化散热接口选择、半灌胶设计和符合IEC/EN/UL 62368-1国际安规要求的特点，可以在-30℃~+70℃的宽温度范围内、5000m高海拔区域及全范围AC输入电源下操作，提供12V、24V、36V和48V四个机型，以及宽广的输出电压范围，可以应用于各种系统，是一款坚固、纤薄的无风扇电源，具有良好的抗震动和灰尘的能力，并可以用于从一般工控恒压到充电恒流应用的多种场合。
图一：UHP-1000
可编程输出功能:
除了DC OK信号、Remote ON-OFF控制和12V辅助输出功能外，UHP-1000还具备可编程输出电压（PV）和可编程输出电流（PC）功能，可提供固定或动态控制的宽输出电压范围，以满足多种应用，例如：热控腔可根据温度变化调节电源输出电压，以实现控温或定温的功能；可编程电流可用于充电应用或LED相关应用。
如图二输出电压控制曲线所示，UHP-1000输出电压可以透过直流电压讯号2.5V至6V，让输出电压于额定电压50％至120％范围内进行调整。在使用PV功能时，最大输出电流限制会根据设定的输出电压进行自动调整，建议客户依输出电压需求执行相关降载要求，以防止产品过热或触发保护。
图二: PV调整曲线与输出电流自动调整曲线
如图三所示，PC功能最低可将电流限制为额定输出电流的20%，例如:马达或电容性负载等许多应用会产生高浪涌电流，PC功能对于将浪涌电流限制在使用者认可的某个恒定电流值，以防止触发过电流保护。另外，对于需要恒定电流操作的应用，例如LED照明或充电系统，透过PC功能控制，可达到亮度控制与充电曲线设定。
圖三: PC調整曲線
同步使用PV和PC功能的组合，使得UHP-1000的应用更灵活，适用于充电应用（参考应用示例1）以及有高浪涌电流系统的应用（参考应用示例2）。
振动和冲击：
采用铝制外壳以及灌半胶的设计，UHP-1000机构拥有坚固而可靠的结构，能够承受5G振动，满足汽车行业对冲击和振动方面高抵抗力的要求。
散热注意事项和设计指南：
铝制外壳与灌半胶特殊设计，可以有效地散发产生的热能，同时排除使用风扇的需求，这大大提高UHP-1000的使用寿命和可靠性，同时使其适用于对噪声敏感的应用以及灰尘多的环境。透过优化组件散热方式，实现41mm的薄型设计以及高功率密度。其纤薄的外形可于有限空间应用。为了充分利用UHP-1000的高功率密度优势，应特别注意其冷却方式，客户需了解每个冷却方式的特点与注意事项，选择合适的散热方式。
1. 自然对流冷却：
图四: 自然对流的降载曲线
自然对流冷却是消散电源运转过程中产生热能最为高效的方式，它不会发出噪音并且也不会吹入灰尘，根据图四的降载曲线，该解决方案适用于额定功率低于60-70％的负载，为了使气流在设备中流通，应注意其上方的间隙距离要有10cm，对于更高的功率需求，强制风冷和传导冷却则较为合适。
2. 强制风冷：
图五：强制风冷的降载曲线
如果需要更高的功率，则可以选择强制风冷；在UHP-1000的侧面增加一个外部风扇将可以达到更好的散热效果，建议的安装方式如图六所示。图六: 风扇配置方式
图六: 风扇配置方式
该解决方案可以利用您系统本身已存在的风扇，只要它能提供足够的风流，将设备维持在图五降载曲线范围内的温度即可。
图七: 传导冷却的降载曲线
UHP-1000应该被固定在一个较大的金属板上，以帮助设备散热，这种冷却方法特别适合于具有高功率需求以及不希望使用风扇的情况，可以使用多种材质的金属板，如图八所示，使用铝板作为参考设计。
图八: 散热铝板配置
如果UHP-1000可以直接安装在系统金属机箱上，只要表面光滑并且涂上导热膏，那么传导冷却的效果会非常棒
散热设计验证:
无论选择哪种解决方案，建议都必须做温度验证，以下是温度验证范例:
图九: Tcase温度曲线
将机器运转待温度稳定后，量测外壳Tc温度（在tc点处，如图十所示）可以很好地确认冷却设计的可靠性，只要Tc最高温度温度未达到80-90oC，就表示系统散热设计是有效。
图十: Tc位置图
要考虑的另一个重要因素是环境温度。对于所有冷却方法，如果系统环境温度达到40-50oC，则用户应根据降额曲线自行限制UHP-1000的使用功率，必要时建议升级产品功率，以提升系统信赖性。
应用实例：
1. 充电应用：
UHP-1000的多功能性可应用于许多充电系统，从铅酸电池到超级电容器组，UHP-1000都可以有效并可靠地适合各种充电应用。
铅酸电池:
此案例应用在12V/200Ah铅酸电池的充电，铅酸电池的规格如下。
-充电电压：可以透过VR或PV功能，将充电电压位准调整到14.4V。
-充电电流：依据电池规格，最大充电电流为60A，因此可以透过PC功能，在PC脚位上外加4.5V外部电压，将充电电流设定为60A。
-浮充阶段：此阶段的充电电压应降低至13.6V。这可以透过VR调低或PV脚位外加5.6V的外部电压来实现。
超级电容器组:
此外，对于超级电容器组充电应用，应注意其最大容量；如果它的容量超过表一的数值，则由于在充电过程开始时，施加的电压太低，电源将进入欠压保护模式并在3秒后关闭。
表一: 超级电容器组最大容量限制
注解 1: 该值是针对额定电流为110％的恒定电流充电给出的，电容器组直接连接到UHP-1000，而没有限流装置。
2. 加热组件：
UHP-1000-48可以用来控制48V加热组件的温度，它可以提供1000W的额定功率，通过内部电流限制电路，可以自动将浪涌电流限制在105~120％，另外，还可以利用PV/PC功能来控制加热组件所产生的热能。
