开关电源的可靠性的设计分析

    电子产品的质量是技能性和可靠性两方面的归纳。电源作为一个电子体系中重要的部件,其可靠性决议了整个体系的可靠性,开关电源由于体积小,功率高而在各个领域得到广泛运用,怎么进步它的可靠性是电力电子技能的一个重要方面。
  1、开关电源电气可靠性工程规划技能
  1.1供电办法的挑选  供电办法通常分为:会集式供电体系和分布式供电。现代电力电子体系通常选用选用分布式供电体系,以满意高可靠性设备的需求。
  1.2电路拓扑的挑选  开关电源通常选用单规矩激式、单端反激式、双管正激式、双单规矩激式、双正激式、推挽式、半桥、全桥等八种拓扑。其间双管正激式、双正激式和半桥电路的开关管承压仅为输入电源电压,60降额时选用600V的开关管对比简单,并且不会呈现单向偏磁饱满的疑问,这三种拓扑在高压输入电路中得到广泛的运用。
  1.3功率因数校对技能  开关电源的谐波电流污染电网,搅扰了其它共网设备,还可能会使选用三相四线制的中线电流过大,引发事端,处理路径之一是选用具有功率要素校对技能的开关电源
  1.4操控战略的挑选  在中小功率的电源中,电流型PWM操控是很多选用的办法,在DC-DC变换器中输出纹波能够操控在10mV,优于电压型操控的惯例电源。  硬开关技能因开关损耗的约束,开关频率通常在350kHz以下;软开关技能是使开关器材在零电压或零电流状态下开关,完成开关损耗为零,然后可将开关频率进步到兆赫级水平,此技能首要运用于大功率体系,小功率体系中较少见。
  1.5元器材的选用  由于元器材直接决议了电源的可靠性,所以元器材的选用是非常重要。元器材的失效首要会集在以下四点:制作质量疑问、器材可靠性的疑问、规划疑问、损耗疑问。在运用中应对此予以满足注重。
  1.6维护电路  为使电源能在各种恶劣环境下可靠地作业,应在规划时参加多种维护电路,如防浪涌冲击、过欠压、过载、短路、过热等维护电路。
  2、电磁兼容性(EMC)规划技能
  开关电源多选用脉冲宽度调制(PWM)技能,脉冲波形呈矩形,其上升沿与降低沿包含很多的谐波成分,别的输出整流管的反向恢复也会发生电磁搅扰(EMI),这是影响可靠性的不利要素,这使得体系具有电磁兼容性变成重要疑问。发生电磁搅扰有三个必要条件:搅扰源、传输介质、灵敏接纳单元,EMC规划即是损坏这三个条件中的一个。
  关于开关电源而言,首要是按捺搅扰源,搅扰源会集在开关电路与输出整流电路。选用的技能包含滤波技能、规划与布线技能、屏蔽技能、接地技能、密封技能等技能。
  3、电源设备可靠性热规划技能
  统计资料标明电子元器材温度每升高2℃,可靠性降低10;温升50℃时的寿数只要温升25℃时的1/6.除了电应力之外,温度是影响设备可靠性最重要的要素。这就需求在技能上采纳办法约束机箱及元器材的温升,这即是热规划。热规划的准则,一是削减发热量,即选用更优的操控办法和技能,如移相操控技能、同步整流技能等技能,别的即是选用低功耗的器材,削减发热器材的数目,加大粗印制线的宽度,进步电源的功率。二是加强散热,即使用传导、辐射、对流技能将热量搬运,这包含散热器规划、风冷(天然对流和逼迫风冷)规划、液冷(水、油)规划、热电致冷规划、热管规划等。逼迫风冷的散热量比天然冷却大十倍以上,可是要添加风机、风机电源、联锁设备等,在规划中要根据实际情况选择散热办法。

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