電子產(chan) 品的質量不可或缺的兩(liang) 大性能——技術性和可靠性。作為(wei) 一個(ge) 成功電子產(chan) 品的出台,兩(liang) 方麵的綜合水平影響著產(chan) 品質量。電源作為(wei) 一個(ge) 電子係統中重要的部件,其可靠性決(jue) 定了整個(ge) 係統的安全性能,開關(guan) 電源由於(yu) 體(ti) 積小,效率高而在各個(ge) 領域得到廣泛應用,然而如何提高開關(guan) 電源的可靠性則是電力電子技術大步跨越的重要轉折點。
1、電磁兼容性(EMC)設計技術
開關(guan) 電源多采用脈衝(chong) 寬度調製(PWM)技術,脈衝(chong) 波形呈矩形,其上升沿與(yu) 下降沿包含大量的諧波成分,另外輸出整流管的反向恢複也會(hui) 產(chan) 生電磁幹擾(EMI),這是影響可靠性的不利因素,這使得係統具有電磁兼容性成為(wei) 重要問題。其產(chan) 生電磁幹擾有三個(ge) 必要條件:幹擾源、傳(chuan) 輸介質、敏感接收單元,EMC設計就是破壞這三個(ge) 條件中的一個(ge) 。
對於(yu) 開關(guan) 電源而言,主要是抑製幹擾源,幹擾源集中在開關(guan) 電路與(yu) 輸出整流電路。采用的技術包括濾波技術、布局與(yu) 布線技術、屏蔽技術、接地技術、密封技術等技術。
2、開關(guan) 電源電氣可靠性工程設計技術
對於(yu) 功率因數校正技術具體(ti) 是指由於(yu) 開關(guan) 電源的諧波電流汙染電網,幹擾了其它共網設備,可能會(hui) 使采用三相四線製的中線電流過大,引發事故,一般選擇的解決(jue) 途徑是采用具有功率因素校正技術的開關(guan) 電源。
在保護電路的方麵,為(wei) 使電源能在各種惡劣環境下可靠地工作,應在設計時加入多種保護電路,如防浪湧衝(chong) 擊、過欠壓、過載、短路、過熱等保護電路措施。
對於(yu) 控製策略的選擇,追溯於(yu) 在中小功率的電源中,電流型PWM控製是大量采用的方法,在DC-DC變換器中輸出紋波可以控製在10mV,優(you) 於(yu) 電壓型控製的常規電源。硬開關(guan) 技術因開關(guan) 損耗的限製,開關(guan) 頻率一般在350kHz以下;軟開關(guan) 技術是使開關(guan) 器件在零電壓或零電流狀態下開關(guan) ,實現開關(guan) 損耗為(wei) 零,從(cong) 而可將開關(guan) 頻率提高到兆赫級水平,此技術主要應用於(yu) 大功率係統,小功率係統中較少見。
對於(yu) 供電方式,一般分為(wei) 集中式供電係統和分布式供電。現代電力電子係統一般采用采用分布式供電係統,以滿足高可靠性設備的要求。
因為(wei) 元器件直接決(jue) 定了電源的可靠性,所以元器件的選用是尤為(wei) 重要。元器件的失效主要集中在以下四點:製造質量問題、器件可靠性的問題、設計問題、損耗問題。在使用中應對此予以足夠重視。
對於(yu) 電路拓撲,開關(guan) 電源一般采用單端正激式、單端反激式、雙管正激式、雙單端正激式、雙正激式、推挽式、半橋、全橋等八種拓撲。其中雙管正激式、雙正激式和半橋電路的開關(guan) 管承壓僅(jin) 為(wei) 輸入電源電壓,60降額時選用600V的開關(guan) 管比較容易,而且不會(hui) 出現單向偏磁飽和的問題,一般來說這三種拓撲在高壓輸入電路中得到廣泛的應用。#p#分頁標題#e#
3、電源設備可靠性熱設計技術
專(zhuan) 家指出除電應力之外,溫度是影響設備可靠性最重要的因素之一,統計資料表明電子元器件溫度每升高2℃,可靠性下降10;溫升50℃時的壽命隻有溫升25℃時的1/6。由於(yu) 溫度的影響,就需要在技術上采取措施限製機箱及元器件的溫升——熱設計。熱設計的原則,一是減少發熱量,即選用更優(you) 的控製方式和技術,如移相控製技術、同步整流技術等技術,另外就是選用低功耗的器件,減少發熱器件的數目,加大粗印製線的寬度,提高電源的效率。二是加強散熱,即利用傳(chuan) 導、輻射、對流技術將熱量轉移,這包括散熱器設計、風冷(自然對流和強迫風冷)設計、液冷(水、油)設計、熱電致冷設計、熱管設計等。強迫風冷的散熱量比自然冷卻大十倍以上,但是要增加風機、風機電源、聯鎖裝置等,在設計中要根據實際情況選取散熱方式。
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