提高開關(guan)電(dian)源的可靠性有哪些(xie)

現(xian)如今，電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)的質(zhi)量(liang)*的兩(liang)大性能——技(ji)術(shu)性和可靠性。作(zuo)為壹(yi)個成(cheng)功電(dian)子(zi)產(chan)品(pin)的出(chu)臺(tai)，兩(liang)方(fang)面的綜(zong)合水平(ping)影(ying)響著(zhe)產(chan)品質(zhi)量。電(dian)源作(zuo)為壹(yi)個電(dian)子(zi)系(xi)統(tong)中(zhong)重(zhong)要的部(bu)件(jian)，其可靠性決定(ding)了(le)整個(ge)系(xi)統的安全性能，開(kai)關(guan)電(dian)源由(you)於(yu)體積小，效率高而在(zai)各(ge)個領(ling)域(yu)得(de)到(dao)廣泛應用(yong)，然而(er)如何提高開關(guan)電(dian)源的可靠性則是電(dian)力(li)電(dian)子(zi)技(ji)術(shu)大(da)步跨(kua)越(yue)的重(zhong)要轉折(zhe)點。

開關(guan)電(dian)源多(duo)采用(yong)脈(mai)沖(chong)寬度(du)調(tiao)制(PWM)技(ji)術(shu)，脈(mai)沖(chong)波形呈(cheng)矩形，其(qi)上升(sheng)沿與(yu)下(xia)降(jiang)沿包含(han)大量(liang)的諧波成(cheng)分(fen)，另外輸(shu)出(chu)整流(liu)管的反(fan)向恢復也(ye)會(hui)產生電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao) (EMI)，這(zhe)是影(ying)響可靠性的不(bu)利因素(su)，這使得(de)系(xi)統(tong)具有電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性成(cheng)為重(zhong)要問(wen)題。其產(chan)生電(dian)磁(ci)幹(gan)擾(rao)有三(san)個必(bi)要條件：幹(gan)擾(rao)源(yuan)、傳(chuan)輸(shu)介(jie)質(zhi)、敏(min)感接(jie)收單元(yuan)，EMC 設(she)計(ji)就(jiu)是破(po)壞(huai)這三(san)個條(tiao)件(jian)中的壹(yi)個(ge)。

對於(yu)開關電(dian)源而(er)言，GKC-F高壓(ya)開(kai)關(guan)機械(xie)特(te)性測試(shi)儀主(zhu)要是抑(yi)制幹(gan)擾(rao)源(yuan)，幹(gan)擾(rao)源(yuan)集中在開關(guan)電(dian)路與(yu)輸(shu)出(chu)整流(liu)電(dian)路。采用(yong)的技(ji)術(shu)包(bao)括濾波技(ji)術(shu)、布(bu)局(ju)與(yu)布線(xian)技(ji)術(shu)、屏(ping)蔽技(ji)術(shu)、接(jie)地技(ji)術(shu)、密(mi)封技(ji)術(shu)等技(ji)術(shu)。

對(dui)於(yu)功率因數(shu)校(xiao)正技(ji)術(shu)具(ju)體是指(zhi)由於(yu)開關電(dian)源的諧波電(dian)流(liu)汙染(ran)電(dian)網，幹(gan)擾(rao)了(le)其(qi)它(ta)共網(wang)設備(bei)，可能會(hui)使采用(yong)三(san)相四線(xian)制的中(zhong)線(xian)電(dian)流(liu)過大(da)，引(yin)發(fa)事(shi)故(gu)，壹(yi)般選擇的解(jie)決(jue)途徑(jing)是采用(yong)具(ju)有功率因素(su)校(xiao)正技(ji)術(shu)的開(kai)關(guan)電(dian)源。

在(zai)保(bao)護電(dian)路的方(fang)面，GKC-F高壓(ya)開(kai)關(guan)機械(xie)特(te)性測試(shi)儀為(wei)使電(dian)源能(neng)在各(ge)種(zhong)惡(e)劣環(huan)境下(xia)可靠地工(gong)作(zuo)，應在(zai)設計(ji)時(shi)加入(ru)多(duo)種(zhong)保(bao)護電(dian)路，如防浪(lang)湧沖擊、過欠(qian)壓(ya)、過(guo)載(zai)、短(duan)路、過(guo)熱(re)等保(bao)護電(dian)路措(cuo)施。

對(dui)於(yu)控制策略的選(xuan)擇(ze)，追溯於(yu)在中小功率的電(dian)源中(zhong)，電(dian)流(liu)型PWM控制是大(da)量采用(yong)的方(fang)法(fa)，在DC-DC變換(huan)器(qi)中輸(shu)出(chu)紋波(bo)可以(yi)控制在(zai)10mV，優(you)於(yu)電(dian)壓(ya)型控制的常規電(dian)源。硬開(kai)關(guan)技(ji)術(shu)因開關(guan)損(sun)耗的限制，開(kai)關(guan)頻率壹(yi)般在(zai)350kHz以(yi)下(xia);軟(ruan)開關技(ji)術(shu)是使開(kai)關(guan)器(qi)件在零(ling)電(dian)壓(ya)或(huo)零(ling)電(dian)流(liu)狀(zhuang)態(tai)下(xia)開(kai)關，實現(xian)開(kai)關損耗為(wei)零(ling)，從(cong)而(er)可將開(kai)關(guan)頻率提高到兆(zhao)赫(he)級水(shui)平(ping)，此技(ji)術(shu)主(zhu)要應用(yong)於(yu)大功率系(xi)統，小(xiao)功率系(xi)統中(zhong)較少見。

因為元(yuan)器(qi)件(jian)直接決(jue)定(ding)了(le)電(dian)源的可靠性，所以(yi)元(yuan)器(qi)件(jian)的選(xuan)用(yong)是尤為重(zhong)要。元(yuan)器(qi)件(jian)的失(shi)效主要集中在以(yi)下(xia)四(si)點：制造(zao)質(zhi)量問(wen)題、器件(jian)可靠性的問(wen)題、設計(ji)問(wen)題、損耗問(wen)題。在使用(yong)中(zhong)應(ying)對(dui)此予以(yi)足(zu)夠(gou)重(zhong)視。

對(dui)於(yu)電(dian)路拓撲(pu)，開(kai)關GKC-F高壓(ya)開(kai)關(guan)機械(xie)特(te)性測試(shi)儀電(dian)源壹(yi)般采用(yong)單(dan)端正激(ji)式、單(dan)端反(fan)激(ji)式、雙(shuang)管(guan)正激(ji)式、雙(shuang)單(dan)端正激(ji)式、雙(shuang)正激(ji)式、推挽式、半橋(qiao)、全橋(qiao)等八種(zhong)拓撲(pu)。其(qi)中雙管(guan)正激(ji)式、雙(shuang)正激(ji)式和半橋(qiao)電(dian)路的開(kai)關(guan)管承(cheng)壓(ya)僅(jin)為(wei)輸(shu)入(ru)電(dian)源電(dian)壓(ya)，60降(jiang)額(e)時(shi)選用(yong)600V的開(kai)關(guan)管比(bi)較(jiao)容(rong)易，而(er)且不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)單向偏磁(ci)飽(bao)和的問(wen)題，壹般(ban)來說(shuo)這三(san)種(zhong)拓撲(pu)在(zai)高壓(ya)輸(shu)入(ru)電(dian)路中(zhong)得(de)到廣泛的應(ying)用(yong)。

專(zhuan)家指出除電(dian)應力(li)之外(wai)，溫度(du)是影(ying)響設(she)備(bei)可靠性zui重(zhong)要的因素(su)之壹(yi)，統(tong)計(ji)資(zi)料表明電(dian)子(zi)元(yuan)器(qi)件(jian)溫度(du)每(mei)升(sheng)高2℃，可靠性下(xia)降(jiang)10;溫升(sheng)50℃時的壽(shou)命只(zhi)有溫升(sheng)25℃時的1/6。由(you)於(yu)溫度(du)的影(ying)響，就(jiu)需(xu)要在技(ji)術(shu)上采取(qu)措(cuo)施限制機箱及元(yuan)器(qi)件(jian)的溫升(sheng)——熱設(she)計(ji)。熱(re)設計(ji)的原則，

壹是減(jian)少發熱量(liang)，即(ji)選(xuan)用(yong)更(geng)優(you)的控制方(fang)式和技(ji)術(shu)，如移相控制技(ji)術(shu)、同(tong)步整流(liu)技(ji)術(shu)等技(ji)術(shu)，另外就(jiu)是選(xuan)用(yong)低(di)功耗的器(qi)件(jian)，減少發熱器(qi)件(jian)的數(shu)目(mu)，加大(da)粗(cu)印制線(xian)的寬(kuan)度(du)，提高電(dian)源的效率。

二是加(jia)強(qiang)散(san)熱，即(ji)利用(yong)傳(chuan)導(dao)、輻射、對流(liu)技(ji)術(shu)將(jiang)熱量轉移(yi)，這(zhe)包括散熱(re)器設(she)計(ji)、風(feng)冷(自(zi)然對(dui)流(liu)和強(qiang)迫(po)風(feng)冷)設(she)計(ji)、液(ye)冷(水(shui)、油(you))設(she)計(ji)、熱(re)電(dian)致(zhi)冷設(she)計(ji)、熱(re)管設計(ji)等。強(qiang)迫(po)風(feng)冷的散(san)熱(re)量比(bi)自(zi)然冷卻(que)大十(shi)倍(bei)以(yi)上，但(dan)是要增加風(feng)機、風(feng)機電(dian)源、聯(lian)鎖裝(zhuang)置(zhi)等，在(zai)GKC-F高壓(ya)開(kai)關(guan)機械(xie)特(te)性測試(shi)儀設(she)計(ji)中(zhong)要根(gen)據(ju)實(shi)際情(qing)況(kuang)選(xuan)取(qu)散(san)熱方(fang)式。