Phương pháp nâng cao độ tin cậy của nguồn điện chuyển mạch

Hai phẩm chất không thể thiếu tạo nên chất lượng của sản phẩm điện tử - kỹ thuật và độ tin cậy. Là một sản phẩm điện tử thành công, mức độ toàn diện của hai khía cạnh này ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Là một thành phần quan trọng trong hệ thống điện tử, độ tin cậy của hệ thống điện quyết định tính năng an toàn của toàn hệ thống. Bộ nguồn chuyển mạch được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau do kích thước nhỏ và hiệu quả cao. Tuy nhiên, làm thế nào để nâng cao độ tin cậy của việc chuyển đổi nguồn điện là công nghệ điện tử công suất. Một bước ngoặt quan trọng trong bước tiến.

1. Công nghệ thiết kế tương thích điện từ (EMC)

Bộ nguồn chuyển mạch chủ yếu áp dụng công nghệ điều chế độ rộng xung (PWM). Dạng sóng xung có dạng hình chữ nhật và các cạnh tăng và giảm của nó chứa một số lượng lớn các thành phần hài. Ngoài ra, sự phục hồi ngược của bộ chỉnh lưu đầu ra cũng tạo ra nhiễu điện từ (EMI), đó là ảnh hưởng. Các yếu tố không thuận lợi về độ tin cậy làm cho khả năng tương thích điện từ của hệ thống trở thành một vấn đề quan trọng. Có ba điều kiện cần thiết để tạo ra nhiễu điện từ: nguồn nhiễu, môi trường truyền, bộ thu nhạy và thiết kế EMC là phá hủy một trong ba điều kiện này.

Đối với nguồn điện chuyển mạch, nguồn nhiễu chủ yếu bị triệt tiêu và nguồn nhiễu tập trung trong mạch chuyển mạch và mạch chỉnh lưu đầu ra. Các công nghệ được sử dụng bao gồm công nghệ lọc, công nghệ bố trí và nối dây, công nghệ che chắn, công nghệ nối đất và công nghệ bịt kín.

2, độ tin cậy của thiết bị điện công nghệ thiết kế nhiệt

Các chuyên gia chỉ ra rằng ngoài căng thẳng về điện, nhiệt độ là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến độ tin cậy của thiết bị. Thống kê cho thấy nhiệt độ của linh kiện điện tử cứ tăng 2 độ thì độ tin cậy giảm đi 10; khi nhiệt độ tăng lên 50 độ , tuổi thọ chỉ tăng 25 1/6 ở độ . Do ảnh hưởng của nhiệt độ nên cần phải có biện pháp kỹ thuật để hạn chế sự tăng nhiệt độ của khung máy và các bộ phận - thiết kế tản nhiệt. Nguyên lý của thiết kế nhiệt là giảm sinh nhiệt, tức là lựa chọn các phương pháp và công nghệ điều khiển tốt hơn, như công nghệ điều khiển lệch pha, công nghệ chỉnh lưu đồng bộ, v.v., ngoài ra, lựa chọn các thiết bị có công suất thấp, giảm số lượng của các thiết bị sinh nhiệt và tăng Chiều rộng của đường thô làm tăng hiệu suất cung cấp điện. Thứ hai là tăng cường khả năng tản nhiệt, tức là sử dụng công nghệ dẫn, bức xạ, đối lưu để truyền nhiệt, bao gồm thiết kế tản nhiệt, thiết kế làm mát không khí (đối lưu tự nhiên và làm mát không khí cưỡng bức), thiết kế làm mát bằng chất lỏng (nước, dầu), nhiệt điện. thiết kế làm mát, thiết kế ống dẫn nhiệt, v.v. Tản nhiệt làm mát không khí cưỡng bức lớn hơn mười lần so với làm mát tự nhiên, nhưng cần tăng quạt, nguồn điện cho quạt, thiết bị khóa liên động, v.v. Trong thiết kế, nên lựa chọn phương pháp tản nhiệt theo tình hình thực tế.

3. Công nghệ thiết kế kỹ thuật cung cấp điện có độ tin cậy điện

Đối với công nghệ hiệu chỉnh hệ số công suất, cụ thể là dòng điện hài của nguồn điện chuyển mạch làm ô nhiễm lưới điện và gây nhiễu các thiết bị mạng thông thường khác, có thể khiến dòng điện trung tính của hệ thống ba pha bốn dây quá lớn , gây tai nạn. Giải pháp chung là áp dụng nguồn điện chuyển mạch với công nghệ hiệu chỉnh hệ số công suất.

Về mặt mạch bảo vệ, để bộ nguồn hoạt động đáng tin cậy trong nhiều môi trường khắc nghiệt khác nhau, cần bổ sung nhiều mạch bảo vệ khác nhau như bảo vệ chống đột biến, quá áp và thiếu điện áp, quá tải, ngắn mạch và quá nhiệt trong quá trình thiết kế.

Đối với việc lựa chọn chiến lược điều khiển, nó được bắt nguồn từ nguồn cung cấp năng lượng vừa và nhỏ. Điều khiển xung điện ở chế độ hiện tại là một phương pháp được sử dụng rộng rãi. Trong bộ chuyển đổi DC-DC, gợn sóng đầu ra có thể được kiểm soát ở mức 10mV, vượt trội so với nguồn điện thông thường để điều khiển loại điện áp. Công nghệ chuyển mạch cứng bị hạn chế bởi tổn thất chuyển mạch, tần số chuyển mạch thường dưới 350kHz; Công nghệ chuyển mạch mềm là làm cho thiết bị chuyển mạch chuyển đổi ở trạng thái điện áp bằng 0 hoặc dòng điện bằng 0, nhận ra tổn thất chuyển mạch bằng 0, do đó tần số chuyển mạch có thể được nâng lên mức megahertz. Công nghệ này chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống công suất cao, ít phổ biến hơn trong các hệ thống công suất thấp.

Đối với chế độ cấp điện, nó thường được chia thành hệ thống cấp điện tập trung và cấp điện phân tán. Các hệ thống điện tử công suất hiện đại thường sử dụng hệ thống cung cấp điện phân tán để đáp ứng các yêu cầu về thiết bị có độ tin cậy cao.

Vì các bộ phận trực tiếp quyết định độ tin cậy của nguồn điện nên việc lựa chọn các bộ phận là đặc biệt quan trọng. Lỗi linh kiện chủ yếu tập trung ở bốn điểm sau: vấn đề chất lượng sản xuất, vấn đề về độ tin cậy của thiết bị, vấn đề thiết kế và vấn đề mất mát. Điều này cần được chú ý đầy đủ trong quá trình sử dụng.

Đối với cấu trúc liên kết mạch, nguồn điện chuyển mạch thường áp dụng tám loại cấu trúc liên kết như loại chuyển tiếp một đầu, loại flyback một đầu, loại chuyển tiếp ống đôi, loại chuyển tiếp một đầu kép, loại chuyển tiếp kép, loại kéo đẩy , nửa cầu và toàn cầu. Trong số đó, áp suất chuyển mạch của mạch kích thích thuận, kích thích kép và nửa cầu ống đôi chỉ là điện áp nguồn đầu vào, và việc chọn ống chuyển mạch 600V khi giảm định mức 60 là tương đối dễ dàng. không có vấn đề bão hòa phân cực đơn hướng. Nhìn chung, ba cấu trúc liên kết này được sử dụng rộng rãi trong các mạch đầu vào điện áp cao.