开关电源可靠性设计研究

来源:ror体育app官方下载作者:ror体育app官方下载 日期:2021-11-23 浏览:
本文摘要:1章节 电子产品,尤其是军用稳压电源的设计是一个系统工程,不但要考虑到电源本身参数设计,还要考虑到电气设计、电磁兼容设计、热设计、安全性设计、三以防设计等方面。因为任何方面那害怕是最微小的疏失,都有可能造成整个电源的瓦解,所以我们不应充份认识到电源产品可靠性设计的重要性。 2开关电源电气可靠性设计 2.1供电方式的自由选择 集中式供电系统各输入之间的偏差以及由于传输距离的有所不同而导致的压差减少了供电质量,而且应用于单台电源供电,当电源再次发生故障时有可能导致系统中断。

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1章节  电子产品,尤其是军用稳压电源的设计是一个系统工程,不但要考虑到电源本身参数设计,还要考虑到电气设计、电磁兼容设计、热设计、安全性设计、三以防设计等方面。因为任何方面那害怕是最微小的疏失,都有可能造成整个电源的瓦解,所以我们不应充份认识到电源产品可靠性设计的重要性。

  2开关电源电气可靠性设计  2.1供电方式的自由选择  集中式供电系统各输入之间的偏差以及由于传输距离的有所不同而导致的压差减少了供电质量,而且应用于单台电源供电,当电源再次发生故障时有可能导致系统中断。分布式供电系统因供电单元附近阻抗,提高了动态号召特性,供电质量好,传输损耗小,效率高,节约能源,可靠性低,更容易构成N+1校验供电系统,拓展功率也比较较为更容易。所以使用分布式供电系统可以符合高可靠性设备的拒绝。

  2.2电路流形的自由选择  开关电源一般使用单端正激式、单端反激式、双管正激式、双单端正激式、双正激式、推挽式、半桥、全桥等八种流形。单端正激式、单端反激式、双单端正激式、推挽式的电源管的承压在两倍输出电压以上,如果按60%降额用于,则使电源管容易选型。

在推挽和全桥流形中有可能经常出现单向偏磁饱和状态,使电源管损毁,而半桥电路因为具备自动抗不均衡能力,所以就会经常出现这个问题。双管正激式和半桥电路电源管的承压仅有为电源的仅次于输出电压,即使按60%降额用于,搭配电源管也较为更容易。在高可靠性工程上一般搭配这两类电路流形。  2.3控制策略的自由选择  在中小功率的电源中,电流型PWM掌控是大量使用的方法,它较电压掌控型有如下优点:弃周期电流容许,比电压型掌控更加慢,会因过东流而使电源管损毁,大大增大短路与短路的维护;优良的电网电压调整亲率;极快的瞬态号召;环路平稳,不易补偿;纹波比电压掌控型大得多。

生产实践指出电流掌控型的50W开关电源的输入纹波在25mV左右,近高于电压掌控型。  软电源技术因开关损耗的容许,电源频率一般在350kHz以下,硬电源技术是应用于谐振原理,使电源器件在零电压或零电流状态下通断,构建开关损耗为零,从而可将电源频率提升到兆赫级水平,这种应用于硬电源技术的变换器综合了PWM变换器和谐振变换器两者的优点,相似理想的特性,如较低开关损耗、恒频掌控、适合的储能元件尺寸、较宽的掌控范围及阻抗范围,但是此项技术主要应用于大功率电源,中小功率电源中仍以PWM技术居多。  2.4元器件的搭配  因为元器件必要要求了电源的可靠性,所以元器件的搭配十分最重要。元器件的过热主要集中于在以下四个方面:  (1)生产质量问题  质量问题导致的过热与工作形变牵涉到。

质量不合格的可以通过严苛的检验加以去除,在工程应用于时省辖市用定点生产厂家的成熟期产品,不容许用于没经过证书的产品。  (2)元器件可靠性问题  元器件可靠性问题即基本失效率的问题,这是一种随机性质的过热,与质量问题的区别是元器件的失效率各不相同工作形变水平。在一定的形变水平下,元器件的失效率不会大大上升。为去除不合乎用于拒绝的元器件,还包括电参数不合格、密封性能不合格、外观不合格、稳定性劣、早期过热等,不应展开检验试验,这是一种非破坏性试验。

通过检验可使元器件失效率减少1~2个数量级,当然检验试验代价(时间与费用)相当大,但综合修理、后勤保障、整架联试等还是合算的,研制周期也会缩短。电源设备主要元器件的检验试验一般拒绝:  ①电阻在室温下按技术条件展开100%测试,去除不合格品。  ②普通电容器在室温下按技术条件展开100%测试,去除不合格品。

  ③接插件按技术条件取样检测各种参数。  ④半导体器件按以下程序展开检验:  目检初测高温储存高低温冲击电功率老化高温测试低温测试常温测试  检验完结后不应计算出来去除亲率Q  Q=(n/N)100%  式中:N受试样品总数;  n被去除的样品数;  如果Q多达标准规定的上限值,则本批元器件全部不许上机,并按有关规定处置。  在符合标准规定时,则将检验合格的元器件打漆点标示,然后进专用库房可供装机用于。

  (3)设计问题  首先是合理地搭配适合的元器件:  ①尽可能搭配硅半导体器件,少用或不必锗半导体器件。  ②多使用集成电路,增加分立器件的数目。  ③电源管搭配MOSFET能修改驱动电路,增加损耗。  ④输入整流管尽可能使用具备硬完全恢复特性的二极管。

  ⑤不应自由选择金属封装、陶瓷封装、玻璃封装的器件。禁令搭配塑料PCB的器件。

  ⑥集成电路必需是一类五品或者是合乎MIL-M-38510、MIL-S-19500标准B-1以上质量等级的军品。  ⑦设计时尽量少用继电器,确实适当时省辖市用认识较好的密封继电器。

  ⑧应以不搭配电位器,必需保有的应展开固封处置。  ⑨吸取电容器与电源管和输入整流管的距离应该很将近,因流到高频电流,故易加剧,所以拒绝这些电容器具备高频低损耗和耐高温的特性。

  在干燥和盐雾环境下,铝电解电容不会再次发生外壳生锈、容量飘移、溢电流减小等情况,所以在舰船和干燥环境,最差不要用铝电解电容。由于不受空间粒子炮击时,电解质不会分解成,所以铝电解电容也呼吸困难用作航天电子设备的电源中。


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