開關(guān)電源的可靠性的設計分析
電子產(chǎn)品的質(zhì)量是技能性和可靠性兩方面的歸納。電源作為一個電子體系中重要的部件，其可靠性決議了整個體系的可靠性，開關(guān)電源由于體積小，功率高而在各個領(lǐng)域得到廣泛運用，怎么進步它的可靠性是電力電子技能的一個重要方面。
1、開關(guān)電源電氣可靠性工程規(guī)劃技能
1.1供電辦法的挑選 供電辦法通常分為：會集式供電體系和分布式供電。現(xiàn)代電力電子體系通常選用選用分布式供電體系，以滿意高可靠性設備的需求。
1.2電路拓撲的挑選 開關(guān)電源通常選用單規(guī)矩激式、單端反激式、雙管正激式、雙單規(guī)矩激式、雙正激式、推挽式、半橋、全橋等八種拓撲。其間雙管正激式、雙正激式和半橋電路的開關(guān)管承壓僅為輸入電源電壓，60降額時選用600V的開關(guān)管對比簡單，并且不會呈現(xiàn)單向偏磁飽滿的疑問，這三種拓撲在高壓輸入電路中得到廣泛的運用。
1.3功率因數(shù)校對技能 開關(guān)電源的諧波電流污染電網(wǎng)，攪擾了其它共網(wǎng)設備，還可能會使選用三相四線制的中線電流過大，引發(fā)事端，處理路徑之一是選用具有功率要素校對技能的開關(guān)電源。
1.4操控戰(zhàn)略的挑選 在中小功率的電源中，電流型PWM操控是很多選用的辦法，在DC-DC變換器中輸出紋波能夠操控在10mV，優(yōu)于電壓型操控的慣例電源。 硬開關(guān)技能因開關(guān)損耗的約束，開關(guān)頻率通常在350kHz以下；軟開關(guān)技能是使開關(guān)器材在零電壓或零電流狀態(tài)下開關(guān)，完成開關(guān)損耗為零，然后可將開關(guān)頻率進步到兆赫級水平，此技能首要運用于大功率體系，小功率體系中較少見。
1.5元器材的選用 由于元器材直接決議了電源的可靠性，所以元器材的選用是非常重要。元器材的失效首要會集在以下四點：制作質(zhì)量疑問、器材可靠性的疑問、規(guī)劃疑問、損耗疑問。在運用中應對此予以滿足注重。
1.6維護電路 為使電源能在各種惡劣環(huán)境下可靠地作業(yè)，應在規(guī)劃時參加多種維護電路，如防浪涌沖擊、過欠壓、過載、短路、過熱等維護電路。
2、電磁兼容性(EMC)規(guī)劃技能
開關(guān)電源多選用脈沖寬度調(diào)制(PWM)技能，脈沖波形呈矩形，其上升沿與降低沿包含很多的諧波成分，別的輸出整流管的反向恢復也會發(fā)生電磁攪擾(EMI)，這是影響可靠性的不利要素，這使得體系具有電磁兼容性變成重要疑問。發(fā)生電磁攪擾有三個必要條件：攪擾源、傳輸介質(zhì)、靈敏接納單元，EMC規(guī)劃即是損壞這三個條件中的一個。
關(guān)于開關(guān)電源而言，首要是按捺攪擾源，攪擾源會集在開關(guān)電路與輸出整流電路。選用的技能包含濾波技能、規(guī)劃與布線技能、屏蔽技能、接地技能、密封技能等技能。
3、電源設備可靠性熱規(guī)劃技能
統(tǒng)計資料標明電子元器材溫度每升高2℃，可靠性降低10；溫升50℃時的壽數(shù)只要溫升25℃時的1/6.除了電應力之外，溫度是影響設備可靠性最重要的要素。這就需求在技能上采納辦法約束機箱及元器材的溫升，這即是熱規(guī)劃。熱規(guī)劃的準則，一是削減發(fā)熱量，即選用更優(yōu)的操控辦法和技能，如移相操控技能、同步整流技能等技能，別的即是選用低功耗的器材，削減發(fā)熱器材的數(shù)目，加大粗印制線的寬度，進步電源的功率。二是加強散熱，即使用傳導、輻射、對流技能將熱量搬運，這包含散熱器規(guī)劃、風冷(天然對流和逼迫風冷)規(guī)劃、液冷(水、油)規(guī)劃、熱電致冷規(guī)劃、熱管規(guī)劃等。逼迫風冷的散熱量比天然冷卻大十倍以上，可是要添加風機、風機電源、聯(lián)鎖設備等，在規(guī)劃中要根據(jù)實際情況選擇散熱辦法。
1、開關(guān)電源電氣可靠性工程規(guī)劃技能
1.1供電辦法的挑選 供電辦法通常分為：會集式供電體系和分布式供電。現(xiàn)代電力電子體系通常選用選用分布式供電體系，以滿意高可靠性設備的需求。
1.2電路拓撲的挑選 開關(guān)電源通常選用單規(guī)矩激式、單端反激式、雙管正激式、雙單規(guī)矩激式、雙正激式、推挽式、半橋、全橋等八種拓撲。其間雙管正激式、雙正激式和半橋電路的開關(guān)管承壓僅為輸入電源電壓，60降額時選用600V的開關(guān)管對比簡單，并且不會呈現(xiàn)單向偏磁飽滿的疑問，這三種拓撲在高壓輸入電路中得到廣泛的運用。
1.3功率因數(shù)校對技能 開關(guān)電源的諧波電流污染電網(wǎng)，攪擾了其它共網(wǎng)設備，還可能會使選用三相四線制的中線電流過大，引發(fā)事端，處理路徑之一是選用具有功率要素校對技能的開關(guān)電源。
1.4操控戰(zhàn)略的挑選 在中小功率的電源中，電流型PWM操控是很多選用的辦法，在DC-DC變換器中輸出紋波能夠操控在10mV，優(yōu)于電壓型操控的慣例電源。 硬開關(guān)技能因開關(guān)損耗的約束，開關(guān)頻率通常在350kHz以下；軟開關(guān)技能是使開關(guān)器材在零電壓或零電流狀態(tài)下開關(guān)，完成開關(guān)損耗為零，然后可將開關(guān)頻率進步到兆赫級水平，此技能首要運用于大功率體系，小功率體系中較少見。
1.5元器材的選用 由于元器材直接決議了電源的可靠性，所以元器材的選用是非常重要。元器材的失效首要會集在以下四點：制作質(zhì)量疑問、器材可靠性的疑問、規(guī)劃疑問、損耗疑問。在運用中應對此予以滿足注重。
1.6維護電路 為使電源能在各種惡劣環(huán)境下可靠地作業(yè)，應在規(guī)劃時參加多種維護電路，如防浪涌沖擊、過欠壓、過載、短路、過熱等維護電路。
2、電磁兼容性(EMC)規(guī)劃技能
開關(guān)電源多選用脈沖寬度調(diào)制(PWM)技能，脈沖波形呈矩形，其上升沿與降低沿包含很多的諧波成分，別的輸出整流管的反向恢復也會發(fā)生電磁攪擾(EMI)，這是影響可靠性的不利要素，這使得體系具有電磁兼容性變成重要疑問。發(fā)生電磁攪擾有三個必要條件：攪擾源、傳輸介質(zhì)、靈敏接納單元，EMC規(guī)劃即是損壞這三個條件中的一個。
關(guān)于開關(guān)電源而言，首要是按捺攪擾源，攪擾源會集在開關(guān)電路與輸出整流電路。選用的技能包含濾波技能、規(guī)劃與布線技能、屏蔽技能、接地技能、密封技能等技能。
3、電源設備可靠性熱規(guī)劃技能
統(tǒng)計資料標明電子元器材溫度每升高2℃，可靠性降低10；溫升50℃時的壽數(shù)只要溫升25℃時的1/6.除了電應力之外，溫度是影響設備可靠性最重要的要素。這就需求在技能上采納辦法約束機箱及元器材的溫升，這即是熱規(guī)劃。熱規(guī)劃的準則，一是削減發(fā)熱量，即選用更優(yōu)的操控辦法和技能，如移相操控技能、同步整流技能等技能，別的即是選用低功耗的器材，削減發(fā)熱器材的數(shù)目，加大粗印制線的寬度，進步電源的功率。二是加強散熱，即使用傳導、輻射、對流技能將熱量搬運，這包含散熱器規(guī)劃、風冷(天然對流和逼迫風冷)規(guī)劃、液冷(水、油)規(guī)劃、熱電致冷規(guī)劃、熱管規(guī)劃等。逼迫風冷的散熱量比天然冷卻大十倍以上，可是要添加風機、風機電源、聯(lián)鎖設備等，在規(guī)劃中要根據(jù)實際情況選擇散熱辦法。
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