選擇電源時(shí)，僅僅確保額定輸出高于預(yù)期負(fù)載就"萬(wàn)事大吉"是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。預(yù)期負(fù)載只是其中一部分考量。大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景都存在典型負(fù)載、最大負(fù)載，以及短暫超過(guò)兩者的峰值功率。為此，電源需具備在限定時(shí)間內(nèi)承載超過(guò)最大額定值的峰值功率能力。電源效率至關(guān)重要，因?yàn)樗芡ㄟ^(guò)減少能量損耗和發(fā)熱來(lái)降低能耗，從而提升整體性能。

電源工作環(huán)境

無(wú)論是AC/DC還是DC/DC電源，都需要適應(yīng)多種可能影響輸出能力的環(huán)境條件，包括工作環(huán)境溫度、濕度、輸入浪涌和輸出浪涌。電源的高效能效管理至關(guān)重要，這凸顯了節(jié)能設(shè)計(jì)的重要性。在最大額定工作條件下，電源必須能夠即時(shí)提供額定功率，并持續(xù)工作至占空比允許的極限時(shí)長(zhǎng)。

必須對(duì)電源運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，以將溫度維持在額定工作范圍內(nèi)，從而確保性能與可靠性。然而，大多數(shù)負(fù)載并非穩(wěn)定運(yùn)行——電機(jī)的機(jī)械負(fù)載、反電動(dòng)勢(shì)、浪涌電流以及啟動(dòng)峰值功率都會(huì)導(dǎo)致負(fù)載波動(dòng)。暖通空調(diào)(HVAC)系統(tǒng)會(huì)顯著影響能耗和基礎(chǔ)負(fù)載需求，這凸顯了系統(tǒng)高效升級(jí)和改造的必要性。

峰值功率考量

大多數(shù)電源能夠提供高于額定最大值的穩(wěn)壓電流輸出，尤其在用電高峰的高需求時(shí)段。然而，這種工況下元器件會(huì)開(kāi)始過(guò)熱，最終可能導(dǎo)致熱失效風(fēng)險(xiǎn)。因此，電源除了標(biāo)注額定持續(xù)負(fù)載外，通常還會(huì)聲明峰值功率規(guī)格。在電源系統(tǒng)運(yùn)維中，通過(guò)運(yùn)行策略調(diào)節(jié)來(lái)管理峰值功率，是實(shí)現(xiàn)服務(wù)穩(wěn)定性與成本優(yōu)化平衡的核心手段。其中兩大關(guān)鍵參數(shù)直接影響系統(tǒng)可靠性：峰值持續(xù)時(shí)間和峰值間隔周期。

在電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，工程師需綜合考慮預(yù)期工況并預(yù)留設(shè)計(jì)裕量（即超出額定功率的冗余容量），以應(yīng)對(duì)瞬時(shí)峰值功率。這種裕量可在短時(shí)間內(nèi)啟用，用于吸收突發(fā)性負(fù)載沖擊。高峰電力需求直接影響分時(shí)電價(jià)機(jī)制與負(fù)荷管理策略，從而激勵(lì)用戶改變用電習(xí)慣。由于需量電費(fèi)制度的實(shí)施，這種用電行為調(diào)整將產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)影響。在高負(fù)荷峰值應(yīng)用中，電源設(shè)備的性能表現(xiàn)對(duì)緩解電網(wǎng)壓力具有關(guān)鍵作用。

圖 1. RECOM RACPRO1-T480 系列 導(dǎo)軌電源的峰值功率持續(xù)時(shí)間與循環(huán)周期特性曲線。

具備適當(dāng)峰值功率能力的小型經(jīng)濟(jì)型電源單元，可在整個(gè)設(shè)備生命周期內(nèi)穩(wěn)定運(yùn)行。圖1展示了RACPRO1-T480系列導(dǎo)軌電源的峰值功率能力（亦稱"增強(qiáng)功率"）。產(chǎn)品規(guī)格書中的曲線顯示了兩組不同的峰值功率性能參數(shù)。

首先，該電源可提供高達(dá)額定輸出功率250%的峰值功率，持續(xù)時(shí)間為20毫秒。但需注意，圖表中以紫色標(biāo)注的超過(guò)150%負(fù)載的情況可能導(dǎo)致電子斷路器易觸發(fā)跳閘。而最高150%峰值功率則可穩(wěn)定維持長(zhǎng)達(dá)7.5秒。

進(jìn)一步分析圖表可知，在完成最大持續(xù)時(shí)間峰值功率后，負(fù)載必須降至100%或更低并維持52.5秒。峰值功率的觸發(fā)需滿足嚴(yán)格的時(shí)間規(guī)范：

? 250%超載：每次持續(xù)時(shí)間≤20毫秒，觸發(fā)間隔≥60秒（占空比0.03%）

? 150%超載：每次持續(xù)時(shí)間≤7.5秒，觸發(fā)間隔≥60秒（占空比12.5%）

某些應(yīng)用中，設(shè)備會(huì)頻繁出現(xiàn)不同負(fù)載條件下的工況。以傳送帶為例：在常規(guī)運(yùn)行時(shí)保持穩(wěn)定負(fù)載，但在應(yīng)對(duì)突發(fā)重載時(shí)會(huì)瞬間產(chǎn)生峰值電流。在此類峰值用電時(shí)段，蓄電池通過(guò)"低儲(chǔ)高放"的運(yùn)作模式（即在用電低谷期儲(chǔ)能，在需求高峰時(shí)放電）對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定起到關(guān)鍵支撐作用。

在為不同負(fù)載的應(yīng)用選擇電源時(shí)，峰值間隔時(shí)間（即占空比）的重要性不亞于峰值功率本身。在此背景下，車網(wǎng)互聯(lián)（V2G）技術(shù)尤為關(guān)鍵——該技術(shù)使電動(dòng)汽車成為分布式儲(chǔ)能單元，從而提升電網(wǎng)峰值管理能力。

在此類場(chǎng)景中，平均功率同樣至關(guān)重要。多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景的實(shí)際平均功率需求通常顯著低于峰值功率。這一特性使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)者能夠在確保可靠性前提下，選用更小規(guī)格、更具成本效益的電源方案。

總結(jié)

額定負(fù)載是指電源在環(huán)境限制范圍內(nèi)能夠持續(xù)穩(wěn)定輸出的最大功率。峰值功率則是電源在不損壞自身或影響使用壽命的前提下，短時(shí)間內(nèi)能承受的最大功率，可達(dá)額定負(fù)載的2~3倍。峰值功率的具體能力取決于最大持續(xù)時(shí)間和工作周期。

峰值功率需求來(lái)源于啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流、電機(jī)啟動(dòng)電流沖擊，以及電力負(fù)載中可能出現(xiàn)的非穩(wěn)態(tài)工況的異常情況。因此，電源設(shè)計(jì)需考慮如何處理峰值功率的工況，從而使得較小容量的供電單元亦可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員不僅需要匹配設(shè)備的持續(xù)負(fù)載與電源供應(yīng)能力，還必須綜合考慮峰值功率、峰值持續(xù)時(shí)間以及峰值間隔時(shí)間。雖然需要額外時(shí)間研讀電源和負(fù)載設(shè)備的技術(shù)參數(shù)手冊(cè)，但這些信息對(duì)確保設(shè)備使用壽命和可靠性至關(guān)重要。高效節(jié)能設(shè)備在優(yōu)化能耗管理、降低峰值功率需求方面發(fā)揮著重要作用。