Módszer a kapcsolóüzemű tápegység megbízhatóságának javítására

Két olyan tulajdonság, amely nélkülözhetetlen az elektronikai termékek minőségéhez: a műszaki és a megbízhatóság. Sikeres elektronikai termékként a két szempont átfogó szintje befolyásolja a termék minőségét. Az elektromos rendszer fontos elemeként az elektromos rendszer megbízhatósága meghatározza az egész rendszer biztonsági teljesítményét. A kapcsolóüzemű tápegységeket kis méretük és nagy hatékonyságuk miatt széles körben használják különböző területeken. A kapcsolóüzemű tápegységek megbízhatóságának javítása azonban a teljesítményelektronikai technológia. Fontos fordulópont a lépkedésben.

1. Elektromágneses összeférhetőség (EMC) tervezési technológia

A kapcsolóüzemű tápegység többnyire impulzusszélesség-modulációs (PWM) technológiát alkalmaz. Az impulzus hullámalakja téglalap alakú, felfutó és lefutó élei nagyszámú harmonikus komponenst tartalmaznak. Ezenkívül a kimeneti egyenirányító fordított helyreállítása elektromágneses interferenciát (EMI) is generál, ami a hatás. A megbízhatóság kedvezőtlen tényezői fontos kérdéssé teszik a rendszer elektromágneses kompatibilitását. Az elektromágneses interferencia generálásához három szükséges feltétel van: interferenciaforrás, átviteli közeg, érzékeny vevőegység, és az EMC-tervezésnek meg kell semmisítenie e három feltétel egyikét.

A kapcsolóüzemű tápegységnél az interferenciaforrást főként elnyomják, és az interferenciaforrást a kapcsolóáramkörben és a kimeneti egyenirányító áramkörben koncentrálják. Az alkalmazott technológiák közé tartozik a szűrési technológia, az elrendezési és vezetékezési technológia, az árnyékolástechnika, a földelési technológia és a tömítéstechnika.

2, erősáramú berendezések megbízhatósága termikus tervezési technológia

A szakemberek rámutattak, hogy az elektromos igénybevétel mellett a hőmérséklet az egyik legfontosabb tényező, amely befolyásolja a berendezések megbízhatóságát. A statisztikák azt mutatják, hogy az elektronikus alkatrészek hőmérsékletének minden 2 fokos növekedése esetén a megbízhatóság 10-zel csökken; ha a hőmérséklet 50 fokkal emelkedik, az élettartam csak 25 1/6 fokon emelkedik. A hőmérséklet befolyása miatt technikai intézkedéseket kell hozni az alváz és az alkatrészek hőmérséklet-emelkedésének korlátozása érdekében - termikus tervezés. A termikus tervezés elve a hőtermelés csökkentése, vagyis a jobb szabályozási módszerek és technológiák kiválasztása, mint például a fáziseltolásos vezérlési technológia, a szinkron egyenirányító technológia stb., ezen felül a kis teljesítményű készülékek kiválasztása, a szám csökkentése hőtermelő berendezésekből, és növelni A durva vonal szélessége növeli az áramellátás hatékonyságát. A második a hőleadás fokozása, vagyis a vezetés, a sugárzás, a konvekciós technológia alkalmazása a hőátvitelre, beleértve a radiátorok tervezését, a léghűtés (természetes konvekciós és kényszerített levegőhűtés) tervezést, a folyadékhűtés (víz, olaj) kialakítást, a termoelektromos kialakítást. hűtési tervezés, hőcső tervezés és így tovább. A kényszerlevegős hűtés hőleadása több mint tízszer nagyobb, mint a természetes hűtésé, de szükség van a ventilátor, a ventilátor tápellátásának, a reteszelő berendezés stb. növelésére. A tervezésnél a hőleadás módját a tényleges helyzetnek megfelelően kell kiválasztani.

3. Kapcsoló tápellátás villamos megbízhatósági mérnöki tervezési technológia

A teljesítménytényező korrekciós technológiánál konkrétan az, hogy a kapcsolóüzemű tápegység harmonikus árama szennyezi az elektromos hálózatot és zavarja a többi általános hálózati berendezést, ami miatt a háromfázisú négyvezetékes rendszer nullaárama túl nagy lehet. , balesetet okozva. Az általános megoldás a teljesítménytényező-korrekciós technológiával ellátott kapcsolóüzemű tápegység alkalmazása.

Ami a védelmi áramköröket illeti, annak érdekében, hogy a tápegység megbízhatóan működjön különböző zord körülmények között, a tervezés során különféle védelmi áramköröket kell hozzáadni, mint például túlfeszültség-védelem, túlfeszültség és alulfeszültség, túlterhelés, rövidzárlat és túlmelegedés.

A szabályozási stratégia megválasztásához a közepes és kis teljesítményű tápegységre vezetik vissza. Az áram módú PWM vezérlés széles körben használt módszer. A DC-DC konverterben a kimeneti hullámosság 10 mV-on szabályozható, ami jobb, mint a feszültség típusú szabályozás hagyományos tápegysége. A kemény kapcsolási technológiát a kapcsolási veszteség korlátozza, a kapcsolási frekvencia általában 350 kHz alatt van; A lágy kapcsolási technológia célja, hogy a kapcsolóeszközt nulla feszültségen vagy nulla áramállapotban kapcsolja be, és a kapcsolási veszteség nulla, így a kapcsolási frekvencia megahertz szintre emelhető. Ezt a technológiát főként nagy teljesítményű rendszerekben használják, amelyek kevésbé gyakoriak az alacsony fogyasztású rendszerekben.

Az áramellátási mód esetében általában központi tápegységre és elosztott tápegységre oszlik. A modern teljesítményelektronikai rendszerek általában elosztott áramellátó rendszereket használnak, hogy megfeleljenek a nagy megbízhatóságú berendezések követelményeinek.

Mivel az alkatrészek közvetlenül meghatározzák a tápegység megbízhatóságát, az alkatrészek kiválasztása különösen fontos. Az alkatrészek meghibásodása főként a következő négy pontra összpontosul: gyártási minőségi problémák, eszköz megbízhatósági problémák, tervezési problémák és veszteségproblémák. A használat során erre kellő figyelmet kell fordítani.

Az áramköri topológiához a kapcsolóüzemű tápegység általában nyolcféle topológiát alkalmaz, például egyvégű előremenő típusú, egyvégű flyback típusú, kétcsöves előre típusú, kettős egyvégű előremenő típusú, kettős előremenő típusú, push-pull típusú. , félhíd és teljes híd. Ezek közül a duplacsöves előregerjesztett, kettős gerjesztésű és félhíd áramkörök kapcsolási nyomása csak a bemeneti tápfeszültség, és viszonylag könnyű kiválasztani a 600V-os kapcsolócsövet, amikor a 60-as leértékelődik, és van nincs probléma az egyirányú polarizációs telítéssel. Általában ezt a három topológiát széles körben használják nagyfeszültségű bemeneti áramkörökben.