Tuổi thọ của nguồn điện


9

Có rất nhiều bài viết trên internet về tuổi thọ của việc chuyển đổi nguồn điện, nhưng hầu hết trong số họ đã thảo luận về các tình huống mà PSU đang ở mức gần đầy tải. Tôi đang thiết kế một thiết bị điện tử cần trạng thái chờ, tôi đang sử dụng PSU COTS với đầu ra là 24V-5A, đại loại như thế này:

PSU

Tiêu thụ năng lượng thiết bị của tôi là gần như thế này:

5% số lần gần đầy tải.

55% thời gian ở mức 20% tải đầy đủ.

40% thời gian ở chế độ chờ (khoảng 1% toàn tải).

Tôi biết rằng mọi thứ đều phụ thuộc vào chất lượng của PSU và đó là thông số kỹ thuật thiết kế, nhưng các nhà cung cấp Trung Quốc không cung cấp đủ thông tin đáng tin cậy về sản phẩm của họ. Mặc dù chúng tôi đang mua chúng từ một loại nhà cung cấp có trách nhiệm.

Nói chung tôi có thể mong đợi 10 năm sống trong PSU của mình không?

Có người nói rằng các tụ điện đầu vào (ở điện áp cao) hoặc các bộ ghép quang bất kể mức tiêu thụ tải sẽ bị phá hủy sau một số năm. Có đúng không Nếu có, một số hệ thống điện tử khác như TV sử dụng nguồn điện trong nhiều năm, làm thế nào để giải quyết vấn đề này?


Có, tụ điện đầu vào của bạn sẽ xuống cấp theo thời gian bất kể tải. Không, đó thường không phải là vấn đề trong 10 năm đầu.
Cột

Nhiệt độ môi trường của bạn là bao nhiêu?
winny

+1, Đây là một câu hỏi rất hay! Tôi đã thấy Murata PSU trích dẫn 575 nghìn giờ của MTBF, tức là khoảng 65 năm!. Bộ nguồn TDK RWS50 liệt kê MTBF ở mức 4.170.949 giờ !!!, tức là khoảng 500 năm. Tuy nhiên, chúng chứa quạt cơ học thường có nhiều nhất 40.000 giờ và mũ điện phân tốt nhất được đánh giá ở mức 100.000 giờ ở 60C. Mặc dù tuổi thọ tăng gấp đôi với mỗi 10c giảm nhiệt độ hoạt động, tôi vẫn không thể tìm ra xếp hạng 4 giờ. Tôi là tất cả ...
Ale..chenski

1
@ MarcusMüller: Tính toán giá trị thực của MTBF dựa trên các tài liệu tham khảo như MIL-HDBK-217F cần thông tin chính xác về tất cả các bộ phận điện tử và một số thông tin bổ sung như nhà cung cấp và điều kiện môi trường của họ. Tôi biết rằng nhiều bộ phận điện tử được sử dụng trong các thiết bị này không có bất kỳ tài liệu đáng tin cậy nào. Ví dụ, hãy nhìn vào liên kết này: link , họ đã nói là 316,2K giờ đối với MTBF (= 36 năm), bạn có tin điều này không?
điện

1
@AliChen MTBF! = Tuổi thọ. Một pin có thể có tuổi thọ một giờ trước khi cạn kiệt nhưng 10 triệu giờ MTBF trở lên là phổ biến vì pin rất đáng tin cậy.
winny

Câu trả lời:


7

Bạn không thể biết thời gian sống dự kiến ​​của bất kỳ thiết bị nào từ vẻ ngoài của nó.

Trong trường hợp cụ thể của bạn, có một vài điều mà tôi mong đợi sẽ có khả năng thất bại cao nhất:

  1. khiếm khuyết do tăng nguồn
  2. lão hóa của tụ điện
  3. chất bán dẫn do nhiệt do bụi trên bộ làm mát

Điều đầu tiên là hoàn toàn ra khỏi tay của bạn, thường. Câu hỏi làm thế nào một sự cố lưới điện phải tồi tệ như thế nào để chiên SMPS của bạn phụ thuộc vào thiết kế của SMPS của bạn, và, may mắn đơn giản. Tuy nhiên, từ quan điểm ngẫu nhiên thuần túy, thỉnh thoảng bạn phải mong đợi bất cứ điều gì xảy ra (sét đánh, xe đâm vào cột điện) - nhưng điều đó có thể là nửa thế kỷ, hoặc nửa tháng, một lần nữa , về tỷ lệ cược hoàn toàn nằm ngoài tầm ảnh hưởng của SMPS.

Tất nhiên, bạn có thể hạn chế ảnh hưởng của những sự cố xảy ra bằng cách bảo vệ đầu vào đầy đủ - nhưng đó là thứ sẽ chỉ được quy định cho các nguồn cung lớn hơn, đắt hơn nhiều so với của bạn.

Sau đó, chúng ta đã già và thất bại xác suất. Trong môi trường công nghiệp, bạn thường sẽ tìm thấy một biện pháp gọi là "MTBF", nghĩa là thời gian giữa các lần thất bại, nắm bắt chính xác điều đó. Con số đó phải cao hơn con số bạn cần, theo kịch bản sử dụng tải nặng. Sẽ không có ý nghĩa lắm khi ước tính MTBF dưới tải nhẹ hơn - a) bạn có thể đã sử dụng SMPS nhỏ hơn không, và b) thật khó để đoán xem liệu mọi thứ có tồn tại lâu hơn không; Tôi thực sự không thấy lý do tại sao SMPS tần số cố định sẽ có bất cứ điều gì ít bị căng thẳng hơn trong tải 1% so với kịch bản tải 90%, làm mát iff là đủ.

Vì vậy, nếu bạn cần độ tin cậy đó, hãy mua một cái gì đó đi kèm với một chiếc MTBF. Con số đó là khá khó để ước tính trung thực và đủ điều kiện, và chỉ những nhà cung cấp lớn có kinh nghiệm quan trọng mới được tin tưởng vào điều đó.

Mặc dù chúng tôi đang mua chúng từ một loại nhà cung cấp có trách nhiệm.

Lol, OK, vì vậy, không phải nhà cung cấp đó, mà là một người chịu trách nhiệm cơ bản. Có, sẽ có một yếu tố chi phí> 2.

Bạn thường không mua các thành phần như vậy cho thiết bị điện tử tiêu dùng; sự đánh đổi giá / lợi ích đơn giản là không cho phép:

Nếu có, một số hệ thống điện tử khác như TV sử dụng nguồn điện trong nhiều năm, làm thế nào để giải quyết vấn đề này?

Không có gì? Ok, tất nhiên, là kỹ sư, bạn cố gắng xây dựng SPMS tốt nhất có thể với những thứ được trao cho bạn. Bạn chọn chính xác các thành phần của mình với một số khoảng trống trong thông số kỹ thuật của chúng để trong số hàng ngàn thiết bị sẽ được xây dựng, xác suất ngừng hoạt động là thấp. Nhưng nếu một chiếc TV 400 € của friggin thất bại trong lĩnh vực này sau một thập kỷ thì không ai quan tâm. Dù sao đó cũng là về tuổi thọ cao của thiết bị điện tử tiêu dùng. Nếu thất bại sau 5 năm, bạn thậm chí không suy ra tiếng xấu. Nếu thất bại sau 2 năm, tốt, hãy xem những trường hợp này không tích lũy, và nếu không, bạn vẫn là nhà sản xuất; nếu nó không được bảo hành, vẫn rẻ hơn khi đổi 1 trong 1000 TV so với xây dựng 1000 TV đắt hơn 1%, nhưng trung bình thất bại nhiều năm sau đó.

May mắn thay, kinh tế có thể đứng về phía bạn ở đây: trong khi bất kỳ SMPS nào được sản xuất chắc chắn sẽ đắt hơn nhà cung cấp "có trách nhiệm" của bạn, nếu bạn có thể truy cập vào nguồn cung cấp cho các thiết bị cao cấp được sản xuất hàng loạt, bạn sẽ được hưởng lợi từ thực tế việc kiểm tra nghiêm ngặt đã được thực hiện trên những thiết bị này, nhưng việc sản xuất hàng loạt phân phối chi phí của những thiết bị này trong số nhiều thiết bị hơn và chúng vẫn còn tương đối rẻ.

Các ý kiến ​​đã đề cập đến TDK và Murate như SMPS OEM điển hình, nhưng tôi chỉ đơn giản là đi và mở một thiết bị có hồ sơ sử dụng tương tự như bạn có - trong trường hợp của bạn, hãy tìm máy in / máy photocopy văn phòng cao cấp bị hỏng, sau đó cho các tên trên nguồn cung cấp năng lượng.


"Tôi không thực sự hiểu tại sao SMPS tần số cố định sẽ có bất cứ điều gì ít bị căng thẳng hơn trong tải 1% so với kịch bản tải 90%, làm mát iff là đủ": Tất nhiên làm mát SMPS của tôi là không đủ, rõ ràng là nó nóng lên nhiều hơn với tải 90%, vì vậy chắc chắn nó sẽ ảnh hưởng đến nắp chất điện phân và các bộ phận khác suốt đời. Về tỷ lệ thất bại, tôi thực sự ổn với tỷ lệ 1 trên 1000. Nhưng làm thế nào tôi có thể chắc chắn về tỷ lệ đó? Nhà cung cấp SMPS là nhà sản xuất hàng loạt và họ chắc chắn kiểm tra sản phẩm của họ, cộng với chúng tôi sẽ kiểm tra chúng, nhưng tôi nghĩ bạn không thể ước tính tuổi thọ bằng các thử nghiệm này.
điện

Câu hỏi của tôi về cơ bản hơn về các bộ phận SMPS, đặc biệt là các nắp đầu vào, chúng có bị suy giảm hoặc phá hủy trong khi chúng ở trong phích cắm ac nhưng SMPS không tải đầy đủ không? Và họ có tuổi trung bình 10 năm trong tình huống này?
điện

@electro như đã nói, điều này là không thể nói mà không biết SMPS được thiết kế như thế nào và mũ nào được chọn. Bạn có thể mua mũ quá khổ hoặc được kiểm tra nghiêm ngặt hơn để lấy tiền - nhưng việc bạn có tiêu số tiền đó hay không là tùy thuộc vào nhà sản xuất SMPS. Không có câu trả lời chung có thể được đưa ra.
Marcus Müller

Chà, hệ thống sưởi của bộ nguồn thường cao hơn nhiều ở mức 90% so với 80% và cực kỳ cao ở mức 100%. Vì vậy, xem xét sưởi ấm, thường không tốt để không tải quá 80% cho nguồn cung trong thời gian dài hơn.
yo '

2

Tuổi thọ không thực sự bằng với MTBF!

MTBF được tính toán bằng cách sử dụng phân phối hàm xác suất cho thành phần điện tử (thường sử dụng hàm phân phối theo cấp số nhân). Tuổi thọ là một tham số đảm bảo rằng giả định của bạn về chức năng phân phối xác suất vẫn còn.

Có tiêu chuẩn được thành lập như FIDES cho phép ước tính thiết bị PSU (hoặc COTS nói chung). Những gì bạn cần xác định là hồ sơ ứng dụng của bạn (nhiệt độ xung quanh, tỷ lệ thời gian BẬT và thời gian TẮT, v.v.).

Bạn có thể thực hiện một chuyến tham quan nhanh trên trang web FIDES để biết thêm.


0

Chu kỳ nhiệt độ đơn giản phá hủy các thiết bị điện tử, bởi vì các hệ số giãn nở không giống nhau và uốn cong cơ học liên tục và thay đổi ứng suất liên tục .......... cuối cùng phá vỡ các thành phần.

Chữa bệnh: không tắt các mạch điện.

Oh ...... giữ cho họ mát mẻ.

Một lý do cho chì trong hàn ..... sự tuân thủ cơ học của nó (độ dẻo).

EDIT Hãy xem xét một SMPS với đồng hồ 100.000Hz ........ 100.000 lần một giây sự giãn nở và co nhiệt xảy ra.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.