开关电源设计的可靠性研究

2021-07-11 05:35字体:
  

  现当前,电子产物的质料不成或缺的两大机能技能性和牢靠性。行动一个凯旋电子产物的出台,两方面的归纳程度影响着产物德料。电源行动一个电子体系中主要的部件,其牢靠性决心了全面体系的太平机能,开合电源因为体积小,成果高而正在各个界限取得普通使用,然而奈何提升开合电源的牢靠性则是电力电子技能大步逾越的主要变更点。

  开合电源众采用脉冲宽度调制(PWM)技能,脉冲波形呈矩形,其上升沿与降低沿包罗大批的谐波因素,别的输出整流管的反向克复也会发生电磁作对(EMI),这是影响牢靠性的晦气身分,这使得体系具有电磁兼容性成为主要题目。其发生电磁作对有三个须要条目:作对源、传输介质、敏锐采纳单位,EMC安排即是破损这三个条目中的一个。

  对待开合电源而言,首要是压制作对源,作对源会集正在开合电途与输出整流电途。采用的技能包含滤波技能、结构与布线技能、屏障技能、接地技能、密封技能等技能。

  对待功率因数校正技能全部是指因为开合电源的谐波电流污染电网,作对了其它共网配置,不妨会使采用三相四线制的中线电流过大,激励事件,通常拣选的治理途径是采器材有功率身分校正技能的开合电源。

  正在包庇电途的方面,为使电源能正在百般阴恶境遇下牢靠地作事,应正在安排时到场众种包庇电途,如防浪涌袭击、过欠压、过载、短途、过热等包庇电途手腕。

  对待限制战略的拣选,追溯于正在中小功率的电源中,电流型PWM限制是大批采用的步骤,正在DC-DC变换器中输出纹波能够限制正在10mV,优于电压型限制的常例电源。硬开合技能因开合损耗的节制,开合频率通常正在350kHz以下;软开合技能是使开合器件正在零电压或零电流状况下开合,告终开合损耗为零,从而可将开合频率提升到兆赫级程度,此技能首要使用于大功率体系,小功率体系中较少睹。

  对待供电办法,通常分为会集式供电体系和漫衍式供电。摩登电力电子体系通常采用采用漫衍式供电体系,以满意高牢靠性配置的央求。

  由于元器件直接决心了电源的牢靠性,因而元器件的选用是尤为主要。元器件的失效首要会集正在以下四点:修筑质料题目、器件牢靠性的题目、安排题目、损耗题目。正在操纵中应对此予以足够注重。

  对待电途拓扑,开合电源通常采用单正直激式、单端反激式、双管正激式、双单正直激式、双正激式、推挽式、半桥、全桥等八种拓扑。此中双管正激式、双正激式和半桥电途的开合管承压仅为输入电源电压,60降额时选用600V的开合管斗劲容易,并且不会显示单向偏磁饱和的题目,通常来说这三种拓扑正在高压输入电途中取得普通的使用。

  专家指出除电应力以外,温度是影响配置牢靠性最主要的身分之一,统计原料证实电子元器件温度每升高2℃,牢靠性降低10;温升50℃时的寿命惟有温升25℃时的1/6。因为温度的影响,就需求正在技能上选取手腕节制机箱及元器件的温升热安排。热安排的准绳,一是裁汰发烧量,即选用更优的限制办法和技能,如移相限制技能、同步整流技能等技能,别的即是选用低功耗的器件,裁汰发烧器件的数目,加大粗印制线的宽度,提升电源的成果。二是巩固散热,即诈骗传导、辐射、对流技能将热量迁徙,这包含散热器安排、风冷(自然对流和强迫风冷)安排、液冷(水、油)安排、热电致冷安排、热管安排等。强迫风冷的散热量比自然冷却大十倍以上,不过要推广风机、风机电源、联锁装备等,正在安排中要依照本质情景抉择散热办法。

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