开关电源的可靠性的设计

电子产品的质量是技能性和可靠性两方面的归纳。电源作为一个电子体系中紧要的部件，其可靠性决议了整个体系的可靠性，开关电源由于体积小，功率高而在各个范畴得到广泛运用，怎么进步它的可靠性是电力电子技能的一个紧要方面。

1、开关电源电气可靠性工程规划技能

1.1供电方法的挑选供电方法通常分为：会集式供电体系和分布式供电。现代电力电子体系通常选用选用分布式供电体系，以满意高可靠性设备的需求。

1.2电路拓扑的挑选开关电源通常选用单规则激式、单端反激式、双管正激式、双单规则激式、双正激式、推挽式、半桥、全桥等八种拓扑。其间双管正激式、双正激式和半桥电路的开关管承压仅为输入电源电压，60降额时选用600V的开关管对比简单，并且不会呈现单向偏磁饱满的疑问，这三种拓扑在高压输入电路中得到广泛的运用。

1.3功率因数校对技能开关电源的谐波电流污染电网，搅扰了其它共网设备，还可能会使选用三相四线制的中线电流过大，引发事端，解决路径之一是选用具有功率要素校对技能的开关电源。

1.4操控战略的挑选在中小功率的电源中，电流型PWM操控是很多选用的方法，在DC-DC变换器中输出纹波能够操控在10mV，优于电压型操控的惯例电源。硬开关技能因开关损耗的约束，开关频率通常在350kHz以下；软开关技能是使开关器材在零电压或零电流状态下开关，完成开关损耗为零，然后可将开关频率进步到兆赫级水平，此技能首要运用于大功率体系，小功率体系中较少见。

1.5元器材的选用由于元器材笔直决议了电源的可靠性，所以元器材的选用是非常紧要。元器材的失效首要会集在以下四点：制作质量疑问、器材可靠性的疑问、规划疑问、损耗疑问。在运用中应对此予以满足注重。

1.6维护电路为使电源能在各种恶劣环境下可靠地作业，应在规划时参加多种维护电路，如防浪涌冲击、过欠压、过载、短路、过热等维护电路。

2、电磁兼容性(EMC)规划技能

开关电源多选用脉冲宽度调制(PWM)技能，脉冲波形呈矩形，其上升沿与降低沿蕴含很多的谐波成分，别的输出整流管的反向恢复也会发生电磁搅扰(EMI)，这是影响可靠性的不利要素，这使得体系具有电磁兼容性变成紧要疑问。发生电磁搅扰有三个必要条件：搅扰源、传输介质、灵巧接纳单元，EMC规划即是损坏这三个条件中的一个。

关于开关电源而言，首要是按捺搅扰源，搅扰源会集在开关电路与输出整流电路。选用的技能蕴含滤波技能、规划与布线技能、屏蔽技能、接地技能、密封技能等技能。

3、电源设备可靠性热规划技能

统计资料标明电子元器材温度每升高2℃，可靠性降低10；温升50℃时的寿数只要温升25℃时的1/6.除了电应力之外，温度是影响设备可靠性最紧要的要素。这就需求在技能上采纳方法约束机箱及元器材的温升，这即是热规划。热规划的准则，一是削减发热量，即选用更优的操控方法和技能，如移相操控技能、同步整流技能等技能，别的即是选用低功耗的器材，削减发热器材的数目，加大粗印制线的宽度，进步电源的功率。二是增强散热，即使用传导、辐射、对流技能将热量搬运，这蕴含散热器规划、风冷(天然对流和逼迫风冷)规划、液冷(水、油)规划、热电致冷规划、热管规划等。逼迫风冷的散热量比天然冷却大十倍以上，可是要添加风机、风机电源、联锁设备等，在规划中要依据实际情况选择散热方法。

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