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模块电源的可靠性

发布时间:2010/10/12 22:50:40  文章出自:本站原创   点击:2210



可靠性是评价产品质量的一种科学指标。其精确定义为:产品在规定的条件下和规定的时间内完成规定的功能的能力。 平均无故障时间 MTBF(Mean Time Between Failures)指两次相连故障间的平均工作时间,而不是指每个产品报废(失效)的时间。 本公司提供的可靠性参数MTBF是根据MIL-HDBK-217可靠性预测的标准计算出来的,在计算过程中考虑现代器件的发展状态,根据一些厂家提供的可靠性指标进行了一定的修正。 热是电源的第一杀手,要使电源具有高可靠性,其中最重要的一点就是保持元件的温度低。一般每降低10°C模块的MTBF增大20%。而在较高的温度下,MTBF迅速下降。实质上就是要尽可能地将电源内部的热量散发出来,使电源系统工作在额定温度之下。要提高模块电源的可靠性,可以采用以下几种方法。 1.提高电源系统的效率 上式中ΔT为模块外壳温升,A为外壳的面积,η为效率,k为辐射与对流常数的乘积。上述方程给出一个电源的温度限制范围。图3-1给出了一个典型的电源变换器的外壳温升与效率的关系曲线。图中曲线对应一个输出功率为5W的密封型模块电源,模块的标准尺寸是9cm×3.8cm×3.2cm,环境温度为 25℃。 从图3-1中可以看出,当效率从75%降到25%,壳温升从7℃升到55℃。加上环境温度(25℃),外壳实际温度相应地从32℃上升到80℃。这说明效率在热设计中起重要作用。 2.降额使用 元件的降额使用是可靠性设计中必须采用的设计技术之一。所谓降额使用,即使元器件应用在比额定值低的应力(如热应力、电应力)状态。它之所以必须,是因为电子元器件的可靠性与其承受的应力强度之间有一定的依赖关系。应力越大,可靠性越低。另外,元器件手册中规定的性能特性参数往往是以标准的特定环境应力为基础的标称值,实际使用场合的工作环境条件经常超过上述环境应力条件。因此只有将元器件降额到足以补偿所增加的环境应力时,才能达到可靠性指标的要求。若元器件的工作环境条件与标准的特定应力环境条件相同。考虑到元器件的性能参数都呈现某种非线性分布,也应采用降额设计技术以获得较大的安全余量。如图3-2给出各种条件下的降额曲线。 3.加装散热片 4.强制风冷

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