開關電源可靠性設計研究
(3)設計問題
首先是恰當?shù)剡x用合適的元器件:
①盡量選用硅半導體器件,少用或不用鍺半導體器件。
?、诙嗖捎眉呻娐罚瑴p少分立器件的數(shù)目。
③開關管選用MOSFET能簡化驅(qū)動電路,減少損耗。
?、茌敵稣鞴鼙M量采用具有軟恢復特性的二極管。
?、輵x擇金屬封裝、陶瓷封裝、玻璃封裝的器件。禁止選用塑料封裝的器件。
⑥集成電路必須是一類品或者是符合MIL-M-38510、MIL-S-19500標準B-1以上質(zhì)量等級的軍品。
?、咴O計時盡量少用繼電器,確有必要時應選用接觸良好的密封繼電器。
⑧原則上不選用電位器,必須保留的應進行固封處理。
?、嵛针娙萜髋c開關管和輸出整流管的距離應當很近,因流過高頻電流,故易升溫,所以要求這些電容器具有高頻低損耗和耐高溫的特性。
在潮濕和鹽霧環(huán)境下,鋁電解電容會發(fā)生外殼腐蝕、容量漂移、漏電流增大等情況,所以在艦船和潮濕環(huán)境,最好不要用鋁電解電容。由于受空間粒子轟擊時,電解質(zhì)會分解,所以鋁電解電容也不適用于航天電子設備的電源中。
鉭電解電容溫度和頻率特性較好,耐高低溫,儲存時間長,性能穩(wěn)定可靠,但鉭電解電容較重、容積比低、不耐反壓、高壓品種(>125V)較少、價格昂貴。
關于降額設計:
電子元器件的基本失效率取決于工作應力(包括電、溫度、振動、沖擊、頻率、速度、碰撞等)。除個別低應力失效的元器件外,其它均表現(xiàn)為工作應力越高,失效率越高的特性。為了使元器件的失效率降低,所以在電路設計時要進行降額設計。降額程度,除可靠性外還需考慮體積、重量、成本等因素。不同的元器件降額標準亦不同,實踐表明,大部分電子元器件的基本失效率取決于電應力和溫度,因而降額也主要是控制這兩種應力,以下為開關電源常用元器件的降額系數(shù):
①電阻的功率降額系數(shù)在0.1~0.5之間。
②二極管的功率降額系數(shù)在0.4以下,反向耐壓在0.5以下。
?、郯l(fā)光二極管電壓降額系數(shù)在0.6以下,功率降額系數(shù)在0.6以下。
④功率開關管電壓降額系數(shù)在0.6以下,電流降額系數(shù)在0.5以下。
?、萜胀ㄤX電解電容和無極性電容的電壓降額系數(shù)在0.3~0.7之間。
?、捭g電容的電壓降額系數(shù)在0.3以下。
?、唠姼泻妥儔浩鞯碾娏鹘殿~系數(shù)在0.6以下。
?。?)損耗問題
圖1 形成電磁干擾的三個條件
圖2開關電源濾波器示意圖
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