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影响电源寿命的几个因素
浏览: 发布日期:2020-05-26
影响电源寿命的几个因素
电源的寿命就如同人的寿命一样是无法预知准确的年限,但是很多大数据分析报告中有平均寿命的概念。电源适配器也一样,影响其寿命的因数很多,所以一般电源的寿命都是以平均无故障时间来衡量的。
 
电源适配器的寿命主要由内部元器件和PCB的使用寿命以及整个焊接和装配的工艺确定的。在设计上要保证电源适配器元器件的参数选择,在生产上要保证整个焊接和装配的一致性及可操作性。这样可以从源头保证了电源的稳定性和可靠性。
 
保证电源寿命的关键环节!
我们要减少故障发生的可能性,来保证电源适配器长期稳定的工作。那就需要把控好电源适配器生命周期中的两个重要环节:电源适配器的研发、电源的生产。电源研发需要保证电源的性能满足我们的规格书要求,保证在电源正常生命周期中的电源性能指标。电源模块类产品对生产流程及工艺管控要求很高,需要高品质的生产设备及管理,才能达到预期的产品品质。
 
高品质的生产过程保证
保证电源适配器寿命的关键物料!
电源适配器寿命与使用元器件之间也满足木桶效应,必须所有器件寿命都达到规定寿命才能保证电源适配器的最终使用寿命。一般关键器件受到的电应力大,发热量高,机器内部温度上升快,温度对器件寿命影响较大,所以对器件的寿命最终评估尤为重要。那么我们电源适配器里有哪些关键器件需要尤为关注呢?
 
6w电源适配器中的关键物料
0.芯片IC
芯片在电源中未核心器件,建议选用一线品牌,确保性能、工艺与成本达成平衡。再次非常推荐使用昂宝、芯朋微作的AC-DC的电源适配器芯片,MPS的DC-DC电源芯片。
具体如下:OB2273AMP、OB2512RNJPA、OB2530PAP。
 
1. 电解电容器
电解电容在电源适配器件中是对温度最为敏感的器件,从这个角度讲,电解电容器的好坏也一定程度上决定了电源适配器装置的寿命, AC-DC电源产品表现的最为突出。
 
2. 初级开关管(MOS管)
此类开关器件,处于高速开关状态,所受电压应力及电流应力较高。开关损耗导致的发热也会是器件加速老化,同时也容易受到外部高压干扰而击穿损坏。
初级MOS推荐:
MOS(场效应管)/FIR4N65BPG,650V/4A 
MOS(场效应管)/FIR7N65 
MOS(场效应管)/FIR12N65FG
MOS(场效应管)/IPA65R650CE
 
3. 高频功率变压器
高频变压器在能量传输时,内部的损耗会导致其发热,散发的热量也会影响变压器材料的寿命。常见的变压器故障有绝缘层击穿、绕组烧毁、铜线断裂等。
 
4. 多层陶瓷电容
贴片陶瓷电容最容易出现问题的地方是电容的焊点处,其可能会由于一些应力作用而崩裂。为了尽量减少发生的可能性,建议尽量避免多个陶瓷电容的并联使用。
 
5. 输出整流二极管
二极管主要承受两大电应力,包括反向耐压及正向电流,同时二极管也是发热器件。为了保证此器件的使用寿命,我们会在设计时流出足够的裕量,最终保证电源的批量性能。
 
6. 光电耦合器
电流传输比(CTR)随着时间的推移会逐渐减少,为了保持环路稳定,发光二极管的电流会不断增大,最终会达到其极限值,导致光耦损坏。
 
7.LDO与三端稳压器
一般3.3V与5V居多,具体如下,推荐用美台(国际品牌)与乐山无线电(中外合资):
3.3V供电推荐:AZ1117CH-3.3TRG1(商业级),或者AZ1117H-3.3TRE1(工业级)。
5V供电推荐:AS78L05RTR-E1(贴片),LR78L05(插件)
综上所述,电源模块的价值不在与模块本身,而在于我们保证批量品质的工艺水平。客户所需要的也是电源的安全可靠性,从而减少客户产品的生产及维护成本。我司已拥有10余年的电源设计制造经验,并坚持为客户提供安全可靠的完整供电系统的解决方案。
 
采用了开关电源的方案替代RC阻容式降压和变压器的方案,通过开关电源本身参数的设计,实现稳压输出,且附带过流、短路等保护功能,从而实现外围电路简单,高效率、保护功能齐全的特点。由于开关电源采用高频控制的方式,内部变压器可以设计得很小,使得整个开关电源小型化。
 
举一个典型的应用案例:开关电源应用于智能窗帘控制器: 
 
 小体积开关电源产品在智能窗帘控制器中的应用,系统工作情况如下:
输入端:由于供电端是交流市电220VAC,市电属于不太稳定的供电电压,正常情况下都会有±10%波动范围,而在比较偏远的地区严重的情况下会达到±30%波动的范围,因此就需要开关电压要有较宽的输入电压范围,电源的工作电压范围是85~264VAC,很好的满足电网波动的范围,使产品工作不受影响。另一方面,电网都不会单纯的只给一个设备供电,还会有其他电子设备,如果接入的是功率很大的设备一起使用该电网,那么大功率设备启动或工作的过程中就有很大可能导致周围其他设备受到干扰,类似于EMC中的快速瞬变脉冲群、浪涌等情况,所以在输入端都会建议增加防护电路,保证系统不受外界干扰影响。
输出端:由于电源本身就具备了过流保护和短路保护功能,因此无需在输出端设计保护电路就可以直接给负载电路供电,处理器通过处理按键或无线接收模块等输入信息,然后通过光耦等信号隔离器件把控制信息传输给继电器组,进而控制马达来改变窗帘的状态。       

       
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