众所周知，环境温度每升高10°C，主要功率元器件的寿命会减少50%。实际应用中，工程师们以对设备散热设计的不断改进来提高整个系统的可靠性。工控电源是系统设备供电的关键环节，它的温升影响着系统环境温度，它的可靠性也决定着系统的可靠性。效率是温升的直接影响因素。多年来，PULS普尔世电源集团一直将效率视为最重要的技术指标之一，其在这一方面严谨而重视的态度和电源领域效率第一的成绩不仅获得了市场研究机构的官方认可，更是推动了整个电源行业的“热设计”向更优化发展。

密封盒内的温升实验

为了形象地描述工控电源的散热可能引起的环境温升，普尔世专门定义了一项独特的技术参数：密封盒温升(Temperature rise)。特此做了一项有关工控电源工作引起温升的实验，其具体实验的方法如下：

► 密封盒：防护等级为IP66的Rittal威图工业盒，盒体及背板均为隔热的合成材料;

► 负载：置于密封盒外，为电源额定输出功率的80%;

► 输入电压：额定输入电压;

► 盒内温度：带载运行约2小时后，实测盒内电源左侧2cm处稳定的空气温度

► 盒外温度：带载运行约2小时后，实测盒背后中下部2cm处稳定的空气温度

► 密封盒温升：盒内温度与盒外温度之差

按照图1中的原理，普尔世又做了一项对比性的实验，具体过程为：在同一型号的IP66密闭盒内比较相同功率不同品牌的电源产品。引起的不同温升结果在表1中列出：

在表1的实验结果中，同为三相输出24V/20A的电源，只因功率损耗有着明显的差别，B品牌比PULS电源高出将近20°C的温升!由此可见，引起不同温升的秘密就在于功率损耗的不同，也就是在满足同样负载的前提下的消耗不同，而这些消耗就是密封盒内的“热源”。

环境温升与电源效率

要理解温升是如何产生的，首先要理解何为效率。效率是输出功率和输入功率的比值。损失掉的就是浪费的能量，它以热量的形式存在(图2)。电源作为一种电能转换设备，在转换过程中它本身会消耗掉一些电能，这些电能也就被转化为热量，释放在环境中，致使环境温升。

用一个比较简单的例子来比较电源的转换效率：两个240W的电源，一个效率为88%，另一个效率为92%，它们的电源热损耗分别是32W和20W，相比之下，前者比后者多释放12W的热能。

另外，效率是随着输入电压和负载的情况而改变的，它并不能作为一个单一的因素而独立存在。这一点很关键。例如，一个电源在230V输入和80%负载的情况下效率为93%，但在120V输入和100%负载的情况下效率可能只有88%。

普尔世关于效率的说明非常明确。在普尔世的电源产品数据表中，声明每个效率值的同时都会给出输入电压的大小和负载的情况，不会为了追求列出最高效率而对其所属条件含糊不提。这也使得工程师的设计工作更加便捷，无需再做具体测试观察电源导致的温升。

温升不只影响电源寿命

必须承认，温度是影响电源寿命的主要因素。因为电解电容是众多影响电源寿命的关键元器件之一。每一个电容制造商都会公布一份关于电容寿命的信息：温度每升高10℃，电容寿命减少50%。所以消除从电源和周边环境产生的热对于电源产品乃至对于周围环境中的电子设备的寿命来说非常重要。效率低下的电源不但会使电源及周围环境温度偏高，严重地影响着电源的寿命，同时也会导致许多负面效果。

首先就是电源的温升对控制柜内其它元件的热影响。如果使用了一个低效率的电源，柜体内的整体环境温度都会偏高，整个系统中的如PLC、驱动、以太网开关等设备的寿命也会受到极大影响。大多数设计工程师在他们的设计中都忽略了效率的影响。在几年前的一个工程大会上，美国一家大型企业的能源效率主管曾对整个集团说：“先生们，设计一个低效率的产品意味着我们实际上是在以浪费能源的形式，花我们自己的钱，破坏我们自己的产品，这是多么愚蠢啊!”

其次，温升决定着机壳的体积。机壳的体积包含了两个重要的散热因素——通风道体积和散热片面积。由于需要足够的空间留给通风道和散热片，以此保证散热能力，维持机壳内的温度在可接受的温度范围之内，几乎所有主要的机壳生产商都会用热能计算器来为某一特定应用定义机壳尺寸的大小。目前，市场上体积最小、散热片最少的单相输入、24V/20A输出的电源产品，就是普尔世的CPS20.241(图3)。

再次，温升至一定程度还将导致电源降额。这也是温升间接影响着整个系统可靠性的一个侧面。因为温度越高，电源的可靠性也就越不稳定。高温情况下，当电源给马达或者其他有大冲击电流的负载供电时，问题可能会变得非常明显。

另外，高温升、低效率也就意味着高操作成本。被浪费的能量在浪费能源成本本身的同时，降低了产品寿命，也造成了更大的空间需求，从而形成了一系列潜在的成本浪费。

着眼“整体成本”

普尔世之所以能够做出市场上温升最低、效率最高的电源，是因为他们从1984年就开始重视“热设计”，直到如今，效率和热损耗都是其电源产品最关键的标准之一。普尔世电源在设计时采用热能管理软件来最大化热能的耗散。元件方面，普尔世也采用长寿命的电容。在机壳的设计上，普尔世在元器件封装尺寸之外，精确计算预留出足够的散热空间。其电路板排布整齐，风道明显，可见一斑。而这些也为普尔世带来了许多成功。

在中国“十二五”计划与产业升级的大环境下，普尔世着眼“整体成本”的高效率电源产品对于中国的用户而言也是非常合适的选择。