功率去额英文解释翻译、功率去额的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【电】 power derating
分词翻译:
功率的英语翻译:
power
【化】 power
【医】 Power
【经】 rate of work
去的英语翻译:
be apart from; betake; get rid of; go; leave; remove; repair
【医】 de-; des-
额的英语翻译:
a specified number; brow; forehead; quantum
【医】 brow; forehead; frons; fronto-; metopium; metopo-
专业解析
功率去额(Power Derating) 指在电子设备或元器件应用中,为确保其在特定工作条件下(尤其是高温环境)的可靠性和寿命,主动降低其标称功率使用上限的工程实践。该术语在电力电子、半导体器件设计及系统热管理中尤为重要。
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核心概念与定义:
- “功率”(Power)指设备消耗或输出的电能速率,单位为瓦特(W)。
- “去额”(Derating)意为“降低额定值”。在工程领域,特指将元器件或系统的工作参数(如功率、电压、电流、频率)从其标称最大值(额定值)向下调整,以应对更严苛的环境条件(主要是高温),或提高安全裕度、延长使用寿命。
- 因此,“功率去额”即根据实际工作温度或其他限制因素,降低元器件或设备允许使用的最大功率水平。
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技术原理与必要性:
- 电子元器件(如晶体管、二极管、电阻、电容、集成电路)的性能和寿命高度依赖于工作温度。温度升高会导致:
- 材料退化加速。
- 电气参数漂移(如导通电阻增大、开关速度变慢)。
- 可靠性显著下降(失效率升高)。
- 元器件标称的最大功率(额定功率)通常是在特定标准测试条件下(如25°C环境温度、特定散热条件)给出的。在实际应用中,环境温度往往高于此标准温度,或散热条件不理想,导致元器件结温(内部最高温度)远超设计允许值。
- 功率去额的核心原理是建立功率与温度的关系曲线。当环境温度或管壳温度升高时,允许的最大功耗必须按比例降低,以确保结温不超过安全限值(通常由器件制造商提供)。
- 其数学关系通常体现为一条负斜率的直线(或分段线),可用公式近似表示:
$$
P{derated} = P{rated} times frac{T_{jmax} - Ta}{T{jmax} - T_{ref}}
$$
其中:
- $P_{derated}$ 是允许的最大功耗(去额后功率)。
- $P_{rated}$ 是额定功率(标准测试条件下的最大功耗)。
- $T_{jmax}$ 是器件允许的最高结温。
- $T_a$ 是实际环境温度(或管壳温度)。
- $T_{ref}$ 是额定功率对应的参考温度(通常为25°C)。
-
应用场景:
- 半导体功率器件:MOSFET、IGBT、功率二极管等在高功率开关应用中,必须严格遵循制造商提供的功率去额曲线进行热设计,防止热击穿。
- 电阻器:功率电阻在高温环境下需降额使用,避免过热烧毁或阻值漂移过大。
- 电容器:电解电容等对温度敏感,高温下需降低其允许的纹波电流或工作电压。
- 电源模块/系统:整个电源系统在高温机箱内工作时,需对其输出功率进行去额设计。
- 高可靠性领域:航空航天、医疗、工业控制等要求高可靠性的场合,即使温度未达极限,也常采用更保守的功率去额策略以增加安全裕度。
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工程意义:
- 提升可靠性:是防止元器件因过热而过早失效的关键手段,显著降低系统故障率。
- 延长寿命:工作在较低温度下可极大延缓元器件老化过程。
- 保障性能:维持元器件电气参数在合理范围内,确保系统功能稳定。
- 安全设计:满足安全标准和规范要求,防止火灾等风险。
权威参考来源:
- IEEE Standard for Qualification of Class 1E Equipment for Nuclear Power Generating Stations (IEEE Std 323-2003): 该标准涉及高可靠性电子设备的鉴定,其中环境因素(温度)对设备性能的影响及相应的降额(Derating)要求是其核心内容之一。 IEEE Xplore Digital Library (需订阅访问具体内容,标准号 IEEE Std 323-2003 为公开信息)。
- IEC 60749 Semiconductor devices - Mechanical and climatic test methods: 此系列国际标准规定了半导体器件的环境测试方法,为理解器件在高温等应力下的行为及制定降额策略提供了基础。 IEC Webstore (部分预览或购买)。
- Manufacturer Datasheets & Application Notes (e.g., from Infineon, Texas Instruments, ON Semiconductor): 功率半导体器件制造商在其产品数据手册中必定包含详细的“功率降额曲线”(Power Derating Curve)或“最大功耗 vs. 管壳温度”图表,并常在应用笔记中解释其原理和使用方法。这是最直接、最具体的工程实践来源。例如,搜索特定器件型号的 Datasheet 或 “Power Derating Application Note”。
网络扩展解释
“功率去额”可能是“功率降额”(Power Derating)的表述误差。这一概念在工程设计中常见,主要指通过限制元件实际使用功率低于其额定值,以提高可靠性和安全性。以下是详细解释:
一、功率的基本定义
功率(Power)是描述做功快慢的物理量,公式为:
$$ P = frac{W}{t} $$
其中,P为功率,W为功,t为时间。单位包括瓦特(W)、千瓦(kW)等。
二、功率降额的概念
功率降额指实际工作功率低于元件额定功率的设计方法,通常以百分比表示。例如:
- 若某三极管额定功率为2W,采用50%降额设计,则实际使用中其功耗不超过1W。
- 电阻的额定功率基于理想条件(如特定温度、散热环境),实际应用中需降额以应对复杂工况。
三、降额设计原理
- 环境因素:高温、散热不良会降低元件实际承载能力。
- 安全余量:预留功率余量可避免瞬时过载或长期老化导致的失效。
- 寿命延长:降低工作负荷可减缓元件损耗,延长使用寿命。
四、应用场景
- 电子电路:晶体管、电阻、电容等元件的功率控制。
- 机械系统:电机、发动机的功率输出限制。
- 电力系统:电网设备需考虑瞬时波动和长期稳定性。
若需进一步了解具体元件的降额标准,可参考电子工程手册或行业设计规范(如美军标MIL-HDBK-217F)。
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