开关电源可靠性设计

11开关电源可靠性设计研究摘要：对影响军用PWM型开关稳压电源可靠性的因素作出较为详细的分析比拟，并从工程实际出发提出一些提高开关电源可靠性的建议。哲犹挣犯山骡关键佣词：孔开关记电源漂谣可靠简性盆秩应葵1清引言吴般疯艳充刷宇铸课电子妖产品纠，特梨别是拳军用昆稳压何电源店的设厉计是赶一个好系统斩工程尸，不板但要流考虑晚电源草本身批参数劈设计辈，还案要考舱虑电析气设并计、将电磁屋兼容柳设计柱、热榜设计旁、安娃全性产设计牢、三衡防设铸计等购方面部。因屯为任想何方补面那投怕是浇最微伞小的忆疏忽担，都攻可能行导致创整个蝴电源捉的崩取溃，炼所以啊我们咽应充森分认眨识到展电源绩产品渔可靠胖性设涛计的蚁重要僚性。袄偿匠盛2债开关圈电源俭电气浪可靠接性设赠计篇皆唯歉2.莫1烧供电抱方式姓的选雷择音盐壁辨凳浓膀划可集中蓄式供炼电系聪统各状输出昌之间什的偏补差以押及由核于传钉输距丈离的哀不同滴而造仿成的躁压差惜降低培了供己电质搞量，蔑而且烟应用吨单台汇电源易供电也，当弹电源贯发生筹故障祥时可嫌能导丙致系秆统瘫颤痪。爪分布压式供蔽电系初统因艳供电裙单元姻靠近签负载答，改沸善了惹动态然响应勺特性速，供职电质去量好满，传铜输损铅耗小层，效页率高孕，节覆约能括源，园可靠窗性高如，容顿易组决成而N躁＋牙1尊冗余迷供电前系统魂，扩打展功烤率也净相对舰比拟乔容易丹。所替以采否用分误布式哭供电蓝系统踩可以车满足正高可喂靠性誉设备半的要妇求。自陶背镰2.尊2针电路羊拓扑杠的选铺择蛾痛戚慰向狸漏菊咬开关有电源舱一般私采用祸单端齿正激堆式、坦单端亿反激辞式、京双管晃正激唇式、泼双单旦端正嘴激式灶、双匠正激火式、截推挽怠式、锁半桥抬、全萌桥等株八种咱拓扑商。单啄端正懂激式港、单胆端反侦激式券、双交单端捕正激西式、匪推挽竞式的咱开关胃管的肠承压绣在两风倍输投入电恋压以底上，隐如果鸣按边60秤％降科额使僵用，上那么使事开关睡管不文易选佛型。设在推滤挽和医全桥童拓扑瞒中可躁能出队现单汇向偏历磁饱嚼和，软使开裁关管寻损坏样，而葡半桥处电路办因为帐具有艰自动墓抗不烈平衡矮能力哪，所偶以就珠不会宾出现熟这个腾问题乘。双单管正盲激式炼和半枣桥电拉路开舌关管肃的承荷压仅洲为电差源的训最大静输入策电压度，即错使按虾60算％降欺额使耻用，肺选用哲开关沿管也盖比拟闹容易京。在翅高可顷靠性拍工程集上一败般选虹用这宁两类潮电路榨拓扑祝。腹凳筐言2.息3泪控制部策略宾的选标择妻居固扛里漂凳谣诊在中捏小功忌率的斑电源陡中，沉电流杰型棵PW隙M喜控制温是大绪量采耀用的孕方法少，它姓较电拣压控相制型袭有如草下优引点：脑逐周炸期电广流限迎制，乖比电径压型住控制鹿更快祥，不于会因肢过流我而使弊开关梅管损蛾坏，罚大大既减小辰过载采与短镰路的愧保护焰；优酒良的轨电网汇电压拌调整甲率；屯迅捷漠的瞬沿态响貌应；抱环路防稳定款，易蹦补偿巷；纹硬波比玩电压确控制屑型小苹得多射。生理产实隶践表颠明电赖流控拥制型异的击50坡W脖开关肺电源云的输烟出纹禽波在徒25辨mV蜓左右逗，远乒优于勾电压殊控制昂型。雪提仿断魄宣催中眉硬开吸关技荣术因嗓开关疯损耗授的限骑制，珍开关落频率哗一般穷在积35漠0k铸Hz详以下方，软润开关道技术依是应尺用谐证振原借理，芦使开面关器篮件在分零电峡压或朽零电撤流状旬态下桂通断谣，实骆现开筹关损似耗为恭零，悲从而涂可将吧开关裳频率中提高蚕到兆碎赫级似水平宝，这担种应迈用软氧开关谦技术技的变颗换器副综合肤了革PW磁M第变换脸器和围谐振测变换插器两圆者的晶优点寸，接料近理兼想的跃特性敲，如升低开怪关损近耗、近恒频恐控制炸、合绳适的盆储能扯元件茎尺寸踩、较患宽的狮控制集范围们及负赚载范樱围，街但是克此项除技术秋主要赚应用莫于大谦功率心电源杆，中朝小功堆率电宫源中辜仍以她PW执M场技术善为主踪。槽刺瓜扫2.笛4伴元器情件的发选用雄障笛湾爷何因为击元器申件直及接决犯定了前电源蜓的可钓靠性狱，所饱以元市器件眉的选鞋用非霜常重鸣要。伍元器望件的魔失效询主要扁集中篮在以角下四吩个方歉面：划棉伙烂袄枣〔龟1)销制造捧质量睁问题月讲糠笨错务具手陡堂质量屡问题杜造成抚的失歇效与仪工作初应力赤无关姑。质宵量不恶合格转的可想以通怒过严违格的绣检验衣加以堵剔除故，在增工程白应用匙时应唱选用锄定点门生产米厂家携的成漏熟产里品，班不允势许使非用没惯有经昆过认门证的糟产品漂。殖庙参衡帆态〔萌2)卷元器太件可步靠性国问题作雷狭济塔盲汇野旱元器仓件可塔靠性仗问题赵即基该本失览效率搭的问僻题，旺这是种一种海随机蜡性质墨的失仪效，姻与质蜻量问莫题的越区别疼是元越器件遗的失签效率仙取决袋于工部作应郑力水瓣平。佣在一详定的姓应力由水平涉下，斥元器岩件的怖失效齐率会式大大弱下降刘。为准剔除扇不符她合使魂用要哗求的滴元器欠件，递包括慌电参脑数不饶合格系、密哗封性逮能不跌合格唤、外咸观不撕合格戒、稳发定性晒差、写早期细失效向等，驰应进赠行筛原选试颠验，缺这是貌一种汗非破帮坏性搞试验串。通店过筛班选可炒使元妻器件贝失效箩率降蛋低于1闪～菠2校个数恋量级丑，当园然筛击选试薪验代枣价败(娇时间炸与费姑用屯)杆很大唤，但阶综合亮维修酬、后锈勤保涛障、漏整架抱联试务等还墙是合举算的干，研楼制周逝期也帽不会纲延长绿。电旅源设不备主夹要元宰器件提的筛炎选试秒验一查般要落求：翅蠢爷炒顶徒①孙电阻他在室泼温下嚷按技满术条券件进熟行忽10抗0河％测串试，遍剔除秆不合瓜格品絮。肥闪织奖患串②灯普通羡电容减器在物室温染下按予技术柔条件愤进行势10脆0她％测糖试，叛剔除复不合柄格品龙。盟准搂智汉济③愧接插彩件按尘技术解条件到抽样川检测盼各种碗参数绝。石持知呼仅砖④慌半导裙体器朴件按扒以下原程序驰进行妥筛选规：勺车偶但中富纵目检赴→敲初测纵→讽高温嘱贮存绒→线上下姜温冲偷击出→充电功鹿率老瑞化薪→六高温爱测试痰→培低温钟测试素→海常温菊测试足清生者恒锤筛选虫结束消后应常计算送剔除糟率膛Q各郑咳比纺圾Q=卫(n简/搞N果)×识10身0%运蒸小仍虑名式中限：茫N—彩—矿受试呜样品此总数朽；吓谁示巷鉴励n—腿—部被剔都除的柱样品虹数；油料种快抗烛如果匪Q家超过零标准筐规定恰的上新限值狡，那么逝本批些元器速件全哗部不衡准上做机，毙并按时有关吗规定戴处理影。头捧播滩勤删在符养合标未准规置定时耽，那么关将筛阿选合剪格的朋元器它件打眨漆点示标注斜，然烂后入呀专用划库房冤供装退机使柔用。枪研摆按怪锦〔抚3)乖设计目问题泰术那么确气独颂首先丑是恰束当地愧选用氏适宜凶的元授器件断：呜木烛窝坦路①办尽量泰选用雾硅半牺导体律器件确，少坟用或搭不用乔锗半揭导体辫器件畏。川醋腹缠备克②走多采沈用集芽成电尊路，浊减少俗分立绝器件炎的数锻目。浓亡蒸逼着典③董开关咳管选冰用布MO丽SF退ET呈能简丘化驱宏动电阅路，痰减少康损耗赔。桥石匀秤膨辆④奶输出柔整流上管尽贵量采膊用具演有软柄恢复默特性工的二被极管芽。悬玻隐喂枣彩⑤尚应选粮择金洁属封括装、星陶瓷鲜封装挪、玻妻璃封味装的降器件拌。禁摆止选堆用塑华料封痕装的丈器件播。为戏榆拼费供⑥即集成狭电路然必须免是一累类品毁或者徐是符销合恶MI发L剃－祝M咽－原38主51既0难、税MI窃L侨－疗S搞－慨19竹50灿0脖标准鉴B防－供1扩以上翼质量两等级敌的军岩品。素突跳野未锡⑦加设计析时尽远量少扬用继烂电器问，确雕有必债要时陪应选啊用接拐触良瓶好的偏密封星继电伟器。扶溜婶矛慧复⑧映原那么撤上不句选用鲁电位嫌器，勇必须抬保存其的应门进行飞固封鞠处理哲。衰图竿伙考壤⑨狐吸收甜电容递器与恶开关另管和先输出累整流纠管的饭距离臂应当狸很近常，因看流过恶高频钥电流悔，故蹈易升粒温，贱所以矩要求污这些各电容债器具团有高齐频低匙损耗拳和耐宅高温嫁的特狮性。碎愉弃貌的请玻煎谦在潮臣湿和言盐雾痰环境击下，刮铝电区解电晚容会渴发生俯外壳猫腐蚀筋、容究量漂液移、寺漏电况流增替大等概情况戒，所消以在出舰船专和潮倦湿环旷境，拆最好刮不要安用铝森电解粱电容便。由虑于受倚空间选粒子虽轰击暂时，束电解均质会岔分解户，所拿以铝罗电解巾电容筝也不黎适用昆于航述天电宜子设委备的舌电源铜中。产供鹅委旱遗钽电园解电班容温渗度和背频率京特性躬较好语，耐贡上下抄温，齐储存怎时间潮长，始性能阿稳定循可靠谎，但异钽电宾解电赞容较催重、难容积汤比低爪、不孕耐反赛压、律高压许品种衫(>唯12意5V紫)丧较少司、价已格昂公贵。杯胁愚槽拔程关于币降额辛设计倡：联绩蛇蜓弓偿扮垃风电子性元器呆件的搏根本用失效薯率取棉决于踢工作导应力予(额包括诸电、兴温度第、振槽动、舰冲击顿、频殖率、但速度埋、碰盖撞等户)就。除喜个别绪低应场力失敞效的秧元器针件外宅，其低它均裂表现读为工政作应狂力越更高，倾失效孟率越运高的穴特性气。为名了使杨元器供件的胞失效诱率降纽低，缸所以衣在电芦路设代计时振要进胞行降锯额设搭计。顶降额烦程度想，除床可靠附性外占还需腊考虑再体积参、重驻量、虹本钱坏等因皇素。巡不同西的元鼓器件掏降额典标准超亦不标同，剑实践征说明畏，大皱局部长电子线元器输件的玻根本念失效倘率取梅决于谷电应路力和嫩温度虾，因制而降眨额也司主要栽是控暖制这科两种堵应力积，以嫂下为贞开关索电源淹常用忠元器借件的称降额蛇系数佛：姻判警普详粥①残电阻经的功庆率降语额系旋数在惑0.汤1梳～蚕0.赠5滔之间劲。于王念烛梢咱②觉二极旺管的怪功率小降额怕系数送在嫁0.巨4舒以下阔，反词向耐攀压在她0.惩5于以下帐。扰蜂乒歇旋绣③辟发光讨二极满管电抓压降丙额系竿数在权0.呜6专以下陪，功扬率降担额系音数在女0.奖6杠以下蛾。独灶迎辞国梳④狭功率联开关镜管电授压降逗额系托数在岗0.洗6滤以下奔，电匠流降漫额系妙数在辽0.乡5朵以下协。纲甩奥稼劳障⑤像普通盗铝电街解电寿容和泉无极粥性电肤容的叉电压霸降额裙系数团在粉0.薪3确～佩0.站7达之间卖。例妻绞请赠桑⑥家钽电粥容的熔电压颤降额喝系数亦在苍0.溜3鲜以下录。仆阁既忆物瓣⑦候电感跪和变陆压器迎的电臣流降即额系振数在执0.泡6朋以下财。电大币潜衬节〔勤4)震损耗苗问题伟杠腔州恰器皮须寇损耗雨引起幕的元线器件董失效粗取决酬于工什作时夺间的铜长短康，与神工作痒应力晋无关摸。铝冲电解摇电容帖长期帐在高塌频下斤工作竹会使毕电解杠液逐方渐损统失，腔同时诊容量恳亦同平步下梁降，贸当电丈解液蒸损失被40香％时挺，容引量下尊降础20甘％；加电解赠液损且失温0荡％时挖，容您量下左降巷40缩％，颈此时钢电容丝器芯制子已话根本渡干涸忌，不钩能再缺予使苗用。瘦为防朱止发民生故辈障，捕一般露情况决下应局在图锻纸上拿标明蛛铝电执解电粗容器颠更换泳的时损间，镜到期活强迫宫更换旬。漫哭刻矮2.粮5揉保护敬电路输的设丸置厌同编掏帅剂为使藏电源肯能在况各种粘恶劣恒环境炒下可践靠地供工作躬，应棉设置只多种细保护胶电路漫，如贝防浪葛涌冲柏击、芝过压另、欠离压、余过载羽、短皆路、杰过热走等保古护电惩路。质袖雀逐3苍电磁驳兼容卷性递(E劈MC责)搅设计吸裹镜阵润过给钩纯开关移电源陡因采厕用脉包冲宽彻度调迈制船(P夕WM设)刺技术色，其项脉冲煌波形饿呈矩溜形，和上升惊沿与愚下降庸沿均吵包含为大量侧的谐申波成央分，任另外章输出印整流敬管的享反向冒恢复捷也会棒产生宽电磁躬干扰佣(E拳MI纸)亩，这闸是影骆响可雾靠性攻的不纠利因以素，映因而洪使电诚磁兼迈容性杆成为散系统冬的重税要问卖题。淘害炮粘允省产生影电磁订干扰受有三辛个必画要条圆件：抗干扰悉源、爱传输渐介质蜜、敏类感的前接收装单元俯，华EM添C磨设计鱼就是委破坏描这三爪个条茶件中命的一徐个。繁芒淋负颈闭拐切约对于拥开关宴电源阀而言鼻，主洗要是百抑制豆干扰神源，车干扰途源集许中在层开关盖电路吩与输约出整懂流电阵路。乔采用凡的技晓术包舅括滤蚀波技寨术、玻布局派与布睁线技执术、丹屏蔽普技术械、接屯地技嘉术、岛密封谅技术墨等。菜EM宇I贫按传窗播途炸径分残为传铜导干最扰和拢辐射寇干扰糖。传逢导噪案声的妈频率嘴范围逆很宽批，从杜10忍kH盟z冶～贤30崇MH驴z侨，我宰们虽雀然知何道产猴生干凳扰的凳原因这，但使从效摘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