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    提高開關電源可靠性有哪些技巧?

    2023-04-21(897)次瀏覽

    開關電源是開關穩壓電源的簡稱,一般指輸入為交流電壓、輸出為直流電壓的AC(交流電)-DC(直流電)交換器。開關電源內部的功率開關管工作在高頻開關狀態,本身消耗的能量很低,電源效率可達75%~90%,比普通線性穩壓電源提高一倍。那么大家知道提高開關電源可靠性都有哪些技巧嗎?

      開關電源是開關穩壓電源的簡稱,一般指輸入為交流電壓、輸出為直流電壓的AC(交流電)-DC(直流電)交換器。開關電源內部的功率開關管工作在高頻開關狀態,本身消耗的能量很低,電源效率可達75%~90%,比普通線性穩壓電源提高一倍。那么大家知道提高開關電源可靠性都有哪些技巧嗎?鑒于很多用戶對此都不了解,接下來,名錦坊小編就針對這個問題來為大家詳細介紹下。


    提高開關電源可靠性有哪些技巧?


      提高開關電源可靠性的技巧:


      1、電磁兼容性(EMC)設計技術


      開關電源多采用脈沖寬度調制(PWM)技術,脈沖波形呈矩形,其上升沿與下降沿包含大量的諧波成分,另外輸出整流管的反向恢復也會產生電磁干擾 (EMI),這是影響可靠性的不利因素,這使得系統具有電磁兼容性成為重要問題。其產生電磁干擾有三個必要條件:干擾源、傳輸介質、敏感接收單元,EMC 設計就是破壞這三個條件中的一個。


      對于開關電源而言,主要是抑制干擾源,干擾源集中在開關電路與輸出整流電路。采用的技術包括濾波技術、布局與布線技術、屏蔽技術、接地技術、密封技術等技術。


      2、開關電源可靠性工程設計技術


      對于功率因數校正技術具體是指由于開關電源的諧波電流污染電網,干擾了其它共網設備,可能會使采用三相四線制的中線電流過大,引發事故,一般選擇的解決途徑是采用具有功率因素校正技術的開關電源。


      在保護電路的方面,為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,如防浪涌沖擊、過欠壓、過載、短路、過熱等保護電路措施。


      對于控制策略的選擇,追溯于在中小功率的電源中,電流型PWM控制是大量采用的方法,在DC-DC變換器中輸出紋波可以控制在10mV,優于電壓型控制的常規電源。硬開關技術因開關損耗的限制,開關頻率一般在350kHz以下;軟開關技術是使開關器件在零電壓或零電流狀態下開關,實現開關損耗為零,從而可將開關頻率提高到兆赫級水平,此技術主要應用于大功率系統,小功率系統中較少見。


      對于供電方式,一般分為集中式供電系統和分布式供電?,F代電力電子系統一般采用采用分布式供電系統,以滿足高可靠性設備的要求。


      因為元器件直接決定了電源的可靠性,所以元器件的選用是尤為重要。元器件的失效主要集中在以下四點:制造質量問題、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。


      對于電路拓撲,開關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管承壓僅為輸入電源電壓,60降額時選用600V的開關管比較容易,而且不會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。


      3、電源設備可靠性熱設計技術


      專家指出除電應力之外,溫度是影響設備可靠性重要的因素之一,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℃時的壽命只有溫升25℃時的1/6。由于溫度的影響,就需要在技術上采取措施限制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,即選用更優的控制方式和技術,如移相控制技術、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,加大粗印制線的寬度,提高電源的效率。


      二是加強散熱,即利用傳導、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。


      以上關于提高開關電源可靠性的技巧就為大家分享到這里,開關電源產品廣泛應用于工業自動化控制、軍工設備、科研設備、LED照明、工控設備、通訊設備、電力設備、儀器儀表等領域。

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