開關(guān)電源的可靠性的設(shè)計(jì)分析
電子產(chǎn)品的質(zhì)量是技能性和可靠性兩方面的歸納。電源作為一個(gè)電子體系中重要的部件,其可靠性決議了整個(gè)體系的可靠性,開關(guān)電源由于體積小,功率高而在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用,怎么進(jìn)步它的可靠性是電力電子技能的一個(gè)重要方面。
1、開關(guān)電源電氣可靠性工程規(guī)劃技能
1.1供電辦法的挑選 供電辦法通常分為:會(huì)集式供電體系和分布式供電,F(xiàn)代電力電子體系通常選用選用分布式供電體系,以滿意高可靠性設(shè)備的需求。
1.2電路拓?fù)涞奶暨x 開關(guān)電源通常選用單規(guī)矩激式、單端反激式、雙管正激式、雙單規(guī)矩激式、雙正激式、推挽式、半橋、全橋等八種拓?fù)洹F溟g雙管正激式、雙正激式和半橋電路的開關(guān)管承壓僅為輸入電源電壓,60降額時(shí)選用600V的開關(guān)管對(duì)比簡(jiǎn)單,并且不會(huì)呈現(xiàn)單向偏磁飽滿的疑問(wèn),這三種拓?fù)湓诟邏狠斎腚娐分械玫綇V泛的運(yùn)用。
1.3功率因數(shù)校對(duì)技能 開關(guān)電源的諧波電流污染電網(wǎng),攪擾了其它共網(wǎng)設(shè)備,還可能會(huì)使選用三相四線制的中線電流過(guò)大,引發(fā)事端,處理路徑之一是選用具有功率要素校對(duì)技能的開關(guān)電源。
1.4操控戰(zhàn)略的挑選 在中小功率的電源中,電流型PWM操控是很多選用的辦法,在DC-DC變換器中輸出紋波能夠操控在10mV,優(yōu)于電壓型操控的慣例電源。 硬開關(guān)技能因開關(guān)損耗的約束,開關(guān)頻率通常在350kHz以下;軟開關(guān)技能是使開關(guān)器材在零電壓或零電流狀態(tài)下開關(guān),完成開關(guān)損耗為零,然后可將開關(guān)頻率進(jìn)步到兆赫級(jí)水平,此技能首要運(yùn)用于大功率體系,小功率體系中較少見。
1.5元器材的選用 由于元器材直接決議了電源的可靠性,所以元器材的選用是非常重要。元器材的失效首要會(huì)集在以下四點(diǎn):制作質(zhì)量疑問(wèn)、器材可靠性的疑問(wèn)、規(guī)劃疑問(wèn)、損耗疑問(wèn)。在運(yùn)用中應(yīng)對(duì)此予以滿足注重。
1.6維護(hù)電路 為使電源能在各種惡劣環(huán)境下可靠地作業(yè),應(yīng)在規(guī)劃時(shí)參加多種維護(hù)電路,如防浪涌沖擊、過(guò)欠壓、過(guò)載、短路、過(guò)熱等維護(hù)電路。
2、電磁兼容性(EMC)規(guī)劃技能
開關(guān)電源多選用脈沖寬度調(diào)制(PWM)技能,脈沖波形呈矩形,其上升沿與降低沿包含很多的諧波成分,別的輸出整流管的反向恢復(fù)也會(huì)發(fā)生電磁攪擾(EMI),這是影響可靠性的不利要素,這使得體系具有電磁兼容性變成重要疑問(wèn)。發(fā)生電磁攪擾有三個(gè)必要條件:攪擾源、傳輸介質(zhì)、靈敏接納單元,EMC規(guī)劃即是損壞這三個(gè)條件中的一個(gè)。
關(guān)于開關(guān)電源而言,首要是按捺攪擾源,攪擾源會(huì)集在開關(guān)電路與輸出整流電路。選用的技能包含濾波技能、規(guī)劃與布線技能、屏蔽技能、接地技能、密封技能等技能。
3、電源設(shè)備可靠性熱規(guī)劃技能
統(tǒng)計(jì)資料標(biāo)明電子元器材溫度每升高2℃,可靠性降低10;溫升50℃時(shí)的壽數(shù)只要溫升25℃時(shí)的1/6.除了電應(yīng)力之外,溫度是影響設(shè)備可靠性最重要的要素。這就需求在技能上采納辦法約束機(jī)箱及元器材的溫升,這即是熱規(guī)劃。熱規(guī)劃的準(zhǔn)則,一是削減發(fā)熱量,即選用更優(yōu)的操控辦法和技能,如移相操控技能、同步整流技能等技能,別的即是選用低功耗的器材,削減發(fā)熱器材的數(shù)目,加大粗印制線的寬度,進(jìn)步電源的功率。二是加強(qiáng)散熱,即使用傳導(dǎo)、輻射、對(duì)流技能將熱量搬運(yùn),這包含散熱器規(guī)劃、風(fēng)冷(天然對(duì)流和逼迫風(fēng)冷)規(guī)劃、液冷(水、油)規(guī)劃、熱電致冷規(guī)劃、熱管規(guī)劃等。逼迫風(fēng)冷的散熱量比天然冷卻大十倍以上,可是要添加風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)電源、聯(lián)鎖設(shè)備等,在規(guī)劃中要根據(jù)實(shí)際情況選擇散熱辦法。
1、開關(guān)電源電氣可靠性工程規(guī)劃技能
1.1供電辦法的挑選 供電辦法通常分為:會(huì)集式供電體系和分布式供電,F(xiàn)代電力電子體系通常選用選用分布式供電體系,以滿意高可靠性設(shè)備的需求。
1.2電路拓?fù)涞奶暨x 開關(guān)電源通常選用單規(guī)矩激式、單端反激式、雙管正激式、雙單規(guī)矩激式、雙正激式、推挽式、半橋、全橋等八種拓?fù)洹F溟g雙管正激式、雙正激式和半橋電路的開關(guān)管承壓僅為輸入電源電壓,60降額時(shí)選用600V的開關(guān)管對(duì)比簡(jiǎn)單,并且不會(huì)呈現(xiàn)單向偏磁飽滿的疑問(wèn),這三種拓?fù)湓诟邏狠斎腚娐分械玫綇V泛的運(yùn)用。
1.3功率因數(shù)校對(duì)技能 開關(guān)電源的諧波電流污染電網(wǎng),攪擾了其它共網(wǎng)設(shè)備,還可能會(huì)使選用三相四線制的中線電流過(guò)大,引發(fā)事端,處理路徑之一是選用具有功率要素校對(duì)技能的開關(guān)電源。
1.4操控戰(zhàn)略的挑選 在中小功率的電源中,電流型PWM操控是很多選用的辦法,在DC-DC變換器中輸出紋波能夠操控在10mV,優(yōu)于電壓型操控的慣例電源。 硬開關(guān)技能因開關(guān)損耗的約束,開關(guān)頻率通常在350kHz以下;軟開關(guān)技能是使開關(guān)器材在零電壓或零電流狀態(tài)下開關(guān),完成開關(guān)損耗為零,然后可將開關(guān)頻率進(jìn)步到兆赫級(jí)水平,此技能首要運(yùn)用于大功率體系,小功率體系中較少見。
1.5元器材的選用 由于元器材直接決議了電源的可靠性,所以元器材的選用是非常重要。元器材的失效首要會(huì)集在以下四點(diǎn):制作質(zhì)量疑問(wèn)、器材可靠性的疑問(wèn)、規(guī)劃疑問(wèn)、損耗疑問(wèn)。在運(yùn)用中應(yīng)對(duì)此予以滿足注重。
1.6維護(hù)電路 為使電源能在各種惡劣環(huán)境下可靠地作業(yè),應(yīng)在規(guī)劃時(shí)參加多種維護(hù)電路,如防浪涌沖擊、過(guò)欠壓、過(guò)載、短路、過(guò)熱等維護(hù)電路。
2、電磁兼容性(EMC)規(guī)劃技能
開關(guān)電源多選用脈沖寬度調(diào)制(PWM)技能,脈沖波形呈矩形,其上升沿與降低沿包含很多的諧波成分,別的輸出整流管的反向恢復(fù)也會(huì)發(fā)生電磁攪擾(EMI),這是影響可靠性的不利要素,這使得體系具有電磁兼容性變成重要疑問(wèn)。發(fā)生電磁攪擾有三個(gè)必要條件:攪擾源、傳輸介質(zhì)、靈敏接納單元,EMC規(guī)劃即是損壞這三個(gè)條件中的一個(gè)。
關(guān)于開關(guān)電源而言,首要是按捺攪擾源,攪擾源會(huì)集在開關(guān)電路與輸出整流電路。選用的技能包含濾波技能、規(guī)劃與布線技能、屏蔽技能、接地技能、密封技能等技能。
3、電源設(shè)備可靠性熱規(guī)劃技能
統(tǒng)計(jì)資料標(biāo)明電子元器材溫度每升高2℃,可靠性降低10;溫升50℃時(shí)的壽數(shù)只要溫升25℃時(shí)的1/6.除了電應(yīng)力之外,溫度是影響設(shè)備可靠性最重要的要素。這就需求在技能上采納辦法約束機(jī)箱及元器材的溫升,這即是熱規(guī)劃。熱規(guī)劃的準(zhǔn)則,一是削減發(fā)熱量,即選用更優(yōu)的操控辦法和技能,如移相操控技能、同步整流技能等技能,別的即是選用低功耗的器材,削減發(fā)熱器材的數(shù)目,加大粗印制線的寬度,進(jìn)步電源的功率。二是加強(qiáng)散熱,即使用傳導(dǎo)、輻射、對(duì)流技能將熱量搬運(yùn),這包含散熱器規(guī)劃、風(fēng)冷(天然對(duì)流和逼迫風(fēng)冷)規(guī)劃、液冷(水、油)規(guī)劃、熱電致冷規(guī)劃、熱管規(guī)劃等。逼迫風(fēng)冷的散熱量比天然冷卻大十倍以上,可是要添加風(fēng)機(jī)、風(fēng)機(jī)電源、聯(lián)鎖設(shè)備等,在規(guī)劃中要根據(jù)實(shí)際情況選擇散熱辦法。
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