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現(xiàn)在市場上充斥著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?fù)浣Y(jié)構(gòu)等都各不相同。如果你還是只說想要一個能提供穩(wěn)定直流電供電的電源模塊,而忽略了模塊的可靠性問題,后期可能會導(dǎo)致設(shè)備停止工作,嚴(yán)重的會直接造成設(shè)備損壞。
模塊電源的產(chǎn)品質(zhì)量主要分為倆個方面,第一種是該企業(yè)的電源研發(fā)、生產(chǎn)等技術(shù)性問題,第二種是模塊可靠性問題。電源作為電子系統(tǒng)的核心部件,其可靠性同時決定了整個系統(tǒng)的可靠性。
常見影響電源可靠性的原因:
1、電源電壓應(yīng)力,這是保證可靠性的一個最重要指標(biāo),在電源部件中有著許多元器件,它們都有其規(guī)定的最大耐壓值。一般在設(shè)計電源時,都要考慮到元器件所能承受的最大電壓值,再根據(jù)電壓選擇合適的用料。
2、電源電流應(yīng)力,一般都跟熱應(yīng)力有關(guān),在選料時要先滿足其熱應(yīng)力的前提再選擇額定電流值。
3、電源的軟啟動,電源的軟啟動對于降低場效應(yīng)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(yīng)力和電流應(yīng)力。但是軟啟動時間過長會對電源帶容性負(fù)載能力和起機(jī)時間造成影響。
4、PWM的時間,PWM的死區(qū)時間對于半橋、全橋、LLC、諧振等H橋或半H橋的拓?fù)潆娫?/span>來說,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(shè)計電源時必須要求反饋環(huán)路的穩(wěn)定。
6、磁性元器件的磁飽和,在設(shè)計反激變壓器和儲能電感時,必須要求有最大的磁通量。
關(guān)于提高開關(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因素,因此在選料上一定要注意。元器件失效常見原因?yàn)樵O(shè)計、制造、損耗、可靠性等問題。
2、功率因素矯正技術(shù),開關(guān)電源的諧波電流不僅污染電網(wǎng),還會干擾到其它設(shè)備,嚴(yán)重的甚至?xí)l(fā)安全事故,解決方案:采用具有功率因素矯正技術(shù)的開關(guān)電源。
3、控制策略,在大功率系統(tǒng)中,硬開關(guān)技術(shù)因開關(guān)損耗,頻率一般在350KHz以下,但是軟開關(guān)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)無開關(guān)損耗,進(jìn)而可以將開關(guān)頻率提到最高等級。在中小功率的電源中,常規(guī)采用PWM電流型控制方法。
4、電磁兼容性,開關(guān)電源一般采用脈沖寬度PWM技術(shù),這樣會產(chǎn)生大量的諧波以及輸出整流管的反向恢復(fù)也會產(chǎn)生電磁干擾,嚴(yán)重影響可靠性。EMC設(shè)計就是要解決干擾源、敏感接收單元、傳輸介質(zhì)等問題。
5、保護(hù)電路,為了使產(chǎn)品在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定工作,設(shè)計時應(yīng)該加入多種保護(hù)電路,如短路、過流、過壓、過載、過熱、放浪涌沖擊等電路。
6、三防設(shè)計,三防是指防潮、放鹽霧以及防霉菌設(shè)計。凡是在我國沿海地區(qū)、長江以南以及軍用電源都應(yīng)有此設(shè)計。
7、防震設(shè)計,在實(shí)際應(yīng)用中,電源因?yàn)檎饎佣斐晒收系牟辉谏贁?shù),在震動實(shí)驗(yàn)中,一般是鉭電容和鋁電解電容器引線給震斷,這就需要加固這倆方面了。
8、安全性設(shè)計,安全一直以來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(shè)計時加入安全性設(shè)計,如防止電、觸電危險、過熱危險等,滿足產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)要求。
9、熱設(shè)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(yīng)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(qiáng)散熱。
在模塊電源設(shè)計中,還有以下幾種常見的問題也要關(guān)注到呢,如輸出噪音、磁力系統(tǒng)、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,每當(dāng)工作溫度上升10°C,電容的壽命會下降一半。而且在電容過了壽命保證期后,并不會立即失效的,而是性能會變得越來越差。
采用低質(zhì)量、低可靠性的電源,會影響你的研發(fā)以及測試、出貨效率、嚴(yán)重的造成你的設(shè)備故障率高,造成經(jīng)濟(jì)損失。所以電源的可靠性是一個不能忽視的問題。