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电源故障大多数是可以预防的

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  • 更新日期:2014-01-17 08:49
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详细介绍
按照本文导向列出的大多数电源故障是可以预防的。众所周知,电源系统最常见的故障是由过热(这些过热源来自其周边环境或者电源系统自身)、电流或电压瞬时突变以及过载等引起的。所以,大多数的电源故障是可以比较容易地预防的。如果你是电源产品设计师,电源产生故障的这些原因中的绝大多数,你能够及时明显地观察出来。但对于电源的大多数用户而言,如果没有一些必要的措施和手段,他们则不容易迅速地发现可能发生的故障,或者,如果用户的设备系统中使用的是特种电源,那么,他们对其故障的识别就更不可能像识别通用电源的故障那么简单和容易。还有那些可能让人们误解的可靠性说明,或者难辨真伪的低成本电源技术条件,都可能误导人们去预防电源故障。
本文笔者认为,按照以下导向列出的大多数电源故障是可以预防的。
毫无疑问,空气可以自由地围绕电源产品循环流动(如果需要,可以使用风扇),也可以在安置电源的外壳上开孔,使空气可以穿过电源流动。如果输入电源中包含有诸如来自电动机和存在大电流开关等大的瞬时突变功率,则可以让检修工作人员加装瞬变抑制器以消除其影响,可能的话,还可以在电源内部安装一个输入滤波装置。
如果电源的输出电流与其额定输出电流比较,在不断地以较大幅度下降,这说明该电源多半是早期失效。在电源的使用环境中存在着加热源而且温度很高,或者电源产品制造者不懂得温度对使用的影响而降低了设计技术条件要求时,早期失效就会变成事实。
经常有这样的情况,想像中的一些“故障”,实际上是应用错误的问题。可靠的电源不仅可以操控稳态工作电流,而且也可以将加载在工作电流上的最大浪涌电流吸收掉。在负载试验中吸收掉实际的浪涌电流时,大多数电源将结合电子流限制它们的输出并简化“闭锁”。在诸如用白炽灯照明等电容性负载和非线性负载的情况下,这项试验是十分正确的。
另一个需要简单考虑的问题是你所用的输入电源。在规定的范围以内,你们总是使用确定的实际上是交流(AC)输入电压吗?请记住,在日本,105Vac到125Vac范围的交流供电电压多半是(或根本是)不适当的,那里使用的标称电压是100Vac。
正如生活存在许多其它方面一样,你付出什么就会得到什么。为了使成本最低,你就不可能获得很高可靠性的电源。成本相对较低的电源,通常其零部件所受的应力水平比高成本的电源高得多,所以,低成本电源的工作安全系数较小,并且很可能较快地失效。
电源的散热也可能不足,从而导致半导体器件中流入热量。应该注意到,许多低成本元器件在其一年的使用期限内具有正当的保证书,这说明,在某些事情上,制造厂商对他们的产品具有信心,并认为达到你们用户的可靠性期望值时,这是很实在的。平均故障时间间隔(Mean-time-between-failure, MTBF)的计算,经常是建立在独立部件计算基础上的,除了考虑温度和其它应力的影响外。所以,对于那样一些参量是不会给予很大置信度的。
例如,在小于10年88000小时的时间内,电解电容器的性能呈典型地下降的情况下,怎样才能使电源的平均故障时间间隔达到500,000小时呢?如果你必须将电源的功能保持很多年,除了冒着危险使用外,就得考虑设计制造的冗余度。用两个电源输出,每个电源能够各自地支持负载,可以用并联的方法连接(通过二极管,以防止其相互作用),如果有一个电源退出了工作,则另一个电源将能继续给负载供电,除了因失效电源正在修理或更换。
在每一个独立的电源系统都具有适中的平均故障时间间隔(MTBF)标称值的情况下,冗余度可以将电源系统的有效MTBF值提升到一个极大的水平。当然,重要的是要连续地监控两个电源的输出,这样,其失效就不可能不被检测出来。
(编译自《Powerelectronic Technology》Aug 1. 2008)
 
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