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現在市場(chǎng)上充斥著(zhù)各種各樣的模塊電源,每款產(chǎn)品的輸入電壓、輸出電壓、輸出功率、采用的物料、性能、功能以及拓撲結構等都各不相同。如果你還是只說(shuō)想要一個(gè)能提供穩定直流電供電的電源模塊,而忽略了模塊的可靠性問(wèn)題,后期可能會(huì )導致設備停止工作,嚴重的會(huì )直接造成設備損壞。
模塊電源的產(chǎn)品質(zhì)量主要分為倆個(gè)方面,第一種是該企業(yè)的電源研發(fā)、生產(chǎn)等技術(shù)性問(wèn)題,第二種是模塊可靠性問(wèn)題。電源作為電子系統的核心部件,其可靠性同時(shí)決定了整個(gè)系統的可靠性。
常見(jiàn)影響電源可靠性的原因:
1、電源電壓應力,這是保證可靠性的一個(gè)最重要指標,在電源部件中有著(zhù)許多元器件,它們都有其規定的最大耐壓值。一般在設計電源時(shí),都要考慮到元器件所能承受的最大電壓值,再根據電壓選擇合適的用料。
2、電源電流應力,一般都跟熱應力有關(guān),在選料時(shí)要先滿(mǎn)足其熱應力的前提再選擇額定電流值。
3、電源的軟啟動(dòng),電源的軟啟動(dòng)對于降低場(chǎng)效應管和輸出二極管的尖峰電壓、電流都有很大的作用,進(jìn)而降低其電壓應力和電流應力。但是軟啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(cháng)會(huì )對電源帶容性負載能力和起機時(shí)間造成影響。
4、PWM的時(shí)間,PWM的死區時(shí)間對于半橋、全橋、LLC、諧振等H橋或半H橋的拓撲電源來(lái)說(shuō),對電源可靠性極為重要。
5、反饋環(huán)路,這是電源的重要組成部分之一,在設計電源時(shí)必須要求反饋環(huán)路的穩定。
6、磁性元器件的磁飽和,在設計反激變壓器和儲能電感時(shí),必須要求有最大的磁通量。
關(guān)于提高開(kāi)關(guān)電源模塊可靠性的一些介紹:
1、元器件的選用,元器件是直接決定了電源可靠性的一個(gè)因素,因此在選料上一定要注意。元器件失效常見(jiàn)原因為設計、制造、損耗、可靠性等問(wèn)題。
2、功率因素矯正技術(shù),開(kāi)關(guān)電源的諧波電流不僅污染電網(wǎng),還會(huì )干擾到其它設備,嚴重的甚至會(huì )引發(fā)安全事故,解決方案:采用具有功率因素矯正技術(shù)的開(kāi)關(guān)電源。
3、控制策略,在大功率系統中,硬開(kāi)關(guān)技術(shù)因開(kāi)關(guān)損耗,頻率一般在350KHz以下,但是軟開(kāi)關(guān)技術(shù)可以實(shí)現無(wú)開(kāi)關(guān)損耗,進(jìn)而可以將開(kāi)關(guān)頻率提到最高等級。在中小功率的電源中,常規采用PWM電流型控制方法。
4、電磁兼容性,開(kāi)關(guān)電源一般采用脈沖寬度PWM技術(shù),這樣會(huì )產(chǎn)生大量的諧波以及輸出整流管的反向恢復也會(huì )產(chǎn)生電磁干擾,嚴重影響可靠性。EMC設計就是要解決干擾源、敏感接收單元、傳輸介質(zhì)等問(wèn)題。
5、保護電路,為了使產(chǎn)品在惡劣的環(huán)境下穩定工作,設計時(shí)應該加入多種保護電路,如短路、過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)載、過(guò)熱、放浪涌沖擊等電路。
6、三防設計,三防是指防潮、放鹽霧以及防霉菌設計。凡是在我國沿海地區、長(cháng)江以南以及軍用電源都應有此設計。
7、防震設計,在實(shí)際應用中,電源因為震動(dòng)而造成故障的不在少數,在震動(dòng)實(shí)驗中,一般是鉭電容和鋁電解電容器引線(xiàn)給震斷,這就需要加固這倆方面了。
8、安全性設計,安全一直以來(lái)都是電源的最重要性能,不安全的產(chǎn)品極容易造成安全事故。這就需要在設計時(shí)加入安全性設計,如防止電、觸電危險、過(guò)熱危險等,滿(mǎn)足產(chǎn)品安全標準要求。
9、熱設計,研究表明電子元件每升高2°C溫度,可靠性下降為10%,溫升50°C的壽命只有25°C的6分之一。溫度是除了電應力以外,影響可靠性最大的因素了。這就需要在技術(shù)上采取措施,減少發(fā)熱量、加強散熱。
在模塊電源設計中,還有以下幾種常見(jiàn)的問(wèn)題也要關(guān)注到呢,如輸出噪音、磁力系統、印刷電路板、同步降壓器的擊穿等都要解決。
電源模塊的壽命主要是取決于電解電容的壽命,在工作時(shí),每當工作溫度上升10°C,電容的壽命會(huì )下降一半。而且在電容過(guò)了壽命保證期后,并不會(huì )立即失效的,而是性能會(huì )變得越來(lái)越差。
采用低質(zhì)量、低可靠性的電源,會(huì )影響你的研發(fā)以及測試、出貨效率、嚴重的造成你的設備故障率高,造成經(jīng)濟損失。所以電源的可靠性是一個(gè)不能忽視的問(wèn)題。