Тривалість життя джерел живлення


9

В Інтернеті є чимало статей про тривалість життя комутації джерел живлення, але більшість з них обговорювали ситуації, в яких блок живлення майже повний. Я розробляю електронний пристрій, який потребує стану очікування, я використовую блок живлення COTS з виходом 24V-5A, приблизно так:

БО

Споживана потужність мого пристрою приблизно така:

5% разів при майже повному навантаженні.

55% часу при 20% повного навантаження.

40% часу в режимі очікування (близько 1% повного навантаження).

Я знаю, що все залежить від якості блоку живлення та його технічних характеристик, але китайські постачальники не надають достатньої та достовірної інформації про свою продукцію. Хоча ми купуємо їх у свого роду відповідального постачальника.

Чи можу я взагалі очікувати 10 років життя мого блоку живлення?

Хтось каже, що вхідні конденсатори (при високій змінній напрузі) або оптрони незалежно від споживання навантаження знищать через кілька років. Це правда? Якщо так, то деякі інші електронні системи, такі як телевізори, які живлять змінного струму протягом багатьох років, як вирішили цю проблему?


Так, ваші вхідні конденсатори з часом погіршаться, незалежно від навантаження. Ні, це зазвичай не проблема в перші 10 років.
Щогли

Яка температура навколишнього середовища?
Вінні

+1, це дуже гарне запитання! Я бачив ПСУ Murata, котирувавши 575 тис. Годин MTBF, а це близько 65 років !. Блок живлення TDK RWS50 перераховує MTBF за 4170949 годин !!!, що становить близько 500 років. Тим не менш, вони містять механічні вентилятори, які зазвичай мають максимум 40 000 годин, а найкращі електролітичні ковпачки розраховані на 100 000 годин при 60 ° С. Незважаючи на те, що тривалість життя подвоюється з кожним зниженням робочої температури на 10 градусів, я все одно не можу визначити рейтинг 4 годин. Я всі вуха ...
Але..ченський

1
@ MarcusMüller: Для обчислення справжнього значення MTBF на основі таких посилань, як MIL-HDBK-217F, потрібна точна інформація про всі електронні частини та додаткова інформація, наприклад, їх постачальник та умови навколишнього середовища. Я знаю, що багато електронних деталей, які використовуються в цих пристроях, не мають надійних документів. Наприклад, подивіться на це посилання: посилання , вони сказали, що для MTBF (= 36 років) 316,2 Кб, ви вірите в це?
електро

1
@AliChen MTBF! = Тривалість життя. Перед тим, як вичерпати акумулятор, може бути одна година життя, але 10 мільйонів годин MTBF або більше є звичайними, оскільки батареї дуже надійні.
Вінні

Відповіді:


7

Ви не можете сказати очікуваний час життя будь-якого пристрою за його зовнішнім виглядом.

У вашому конкретному випадку є кілька речей, які, як я очікую, будуть найбільш імовірними:

  1. дефекти через перенапруги джерела живлення
  2. старіння конденсаторів
  3. напівпровідники через нагрівання через пил на кулері

Перший, як правило, з ваших рук, як правило. Питання про те, наскільки поганою несправністю в сітці має бути смаження SMPS, залежить від дизайну вашої SMPS та, просто, везіння. І все-таки, з чисто стохастичної точки зору, ви повинні сподіватися, що щось буде не так у раз (удари блискавки, автомобіль врізається в щоглу електромережі) - але це може бути півстоліття чи півмісяця, залежно, знову ж таки , за шансами, які повністю виходять із впливу SMPS.

Звичайно, ви можете обмежити вплив помилок, достатньо захистивши вхід - але це щось, що буде зроблено лише для великих, набагато дорожчих поставок, ніж ваші.

Тоді ми маємо ймовірність старіння та невдачі. У промислових умовах зазвичай ви знайдете міру під назвою "MTBF", середній час між відмовами, який фіксує саме це. Ця кількість повинна бути вище, ніж вам потрібно, за сценарієм використання великого навантаження. Не було б такого сенсу оцінювати MTBF за легшого навантаження - а) чи могли ви тоді використовувати менший SMPS, і б) просто досить важко здогадатися, чи триватиме ситуація довше; Я не розумію, чому SMPS з фіксованою частотою матиме що-небудь менше навантаження при 1% навантаженні проти 90% -ного сценарію навантаження, якщо охолодження буде адекватним.

Отже, якщо вам потрібна ця надійність, купіть щось, що постачається з MTBF. Цю кількість досить складно оцінити чесно і кваліфіковано, і слід довіряти цьому лише великим постачальникам, які мають значний досвід.

Хоча ми купуємо їх у свого роду відповідального постачальника.

Лол, добре, значить, не той постачальник, а принципово відповідальний. Так, буде коефіцієнт витрат> 2.

Зазвичай ви не купуєте такі компоненти для побутової електроніки; компенсація ціни / вигоди просто не дозволяє:

Якщо так, то деякі інші електронні системи, такі як телевізори, які живлять змінного струму протягом багатьох років, як вирішили цю проблему?

Зовсім не? Добре, звичайно, як інженер, ви намагаєтеся створити найкращі SPMS, які ви можете, з наданими вам речами. Ви правильно вибираєте свої компоненти з високим запасом у своїх специфікаціях, так що з тисяч пристроїв, які будуть побудовані, ймовірність відключення низька. Але якщо через десятиліття на полі не вийде телевізор на 400 євро ... нікого не хвилює. Це приблизно в кінці тривалості життя побутової електроніки. Якщо це не вдасться через 5 років, ви навіть не зробите поганої репутації. Якщо це не вдалося через 2 роки, добре, дивіться, що ці справи не накопичуються, а якщо їх немає, ви все добре, як виробник; якщо це не вдасться до гарантії, все-таки дешевше обміняти 1 на 1000 телевізорів, ніж створити 1000 телевізорів, які коштують на 1% дорожче, але в середньому виходять з ладу.

На щастя, економіка тут може бути на вашому боці: хоча будь-який надійний SMPS буде дорожчим, ніж ваш "відповідальний" постачальник, якщо ви зможете отримати доступ до поставок для масово виготовлених пристроїв вищого класу, ви отримаєте користь від цього факту що на них зроблено жорстке тестування, але серійне виробництво розподіляє вартість цих пристроїв серед більшої кількості пристроїв, і вони все ще відносно дешеві.

У коментарях уже згадується TDK та Murate як типовий SMPS OEM, але я б просто зайти і відкрити пристрій, який має аналогічний профіль використання, як у вас - у вашому випадку шукайте зламані високоякісні офісні принтери / копіювачі, а потім для назв джерел живлення.


"Я не розумію, чому SMPS з фіксованою частотою матиме що-небудь менше навантаження при 1% навантаженні проти 90% -ного навантаження, якщо охолодження iff є адекватним": Звичайно, моє охолодження SMPS недостатньо, явно воно нагрівається більше на 90% навантаження, так що, безумовно, це вплине на електролітні ковпачки та інші терміни експлуатації. Щодо рівня відмов, я дійсно в порядку з цим 1 на 1000 одиниць. Але як я міг бути впевнений у цьому курсі? Постачальник SMPS є масовим виробником, і вони, безумовно, тестують свою продукцію, плюс ми перевіримо їх, але, думаю, ви не змогли оцінити термін експлуатації за допомогою цих тестів.
електро

Моє питання більш принципово стосується деталей SMPS, особливо вхідних ковпачків, тобто вони деградують або руйнуються, поки вони знаходяться в штепселі змінного струму, але SMPS не працює на повній завантаженні? І чи старіють вони в середньому 10 років у цій ситуації?
електро

@electro, як було сказано, це неможливо сказати, не знаючи, як SMPS був розроблений і які кришки були обрані. Ви можете придбати великі або більш жорстко перевірені ковпачки на гроші - але ви витрачаєте ці гроші чи ні, не залежить від виробника SMPS. Не можна дати загальної відповіді.
Маркус Мюллер

Ну, нагрівання джерел живлення зазвичай набагато вище на 90%, ніж на 80% і надзвичайно високі на 100%. Тому, враховуючи опалення, зазвичай добре не навантажувати подачу більше 80% на довші періоди.
йо '

2

Тривалість життя насправді не дорівнює MTBF!

MTBF обчислюється з використанням розподілу функції ймовірності для електронної складової (зазвичай використовується експоненціальна функція розподілу). Тривалість життя - це параметр, який гарантує, що ваше припущення щодо функції розподілу ймовірностей все ще стоїть.

Існує встановлений стандарт типу FIDES, який дозволяє оцінити пристрій живлення блоків живлення (або COTS загалом). Що вам потрібно визначити, це ваш додаток (температура навколишнього середовища, співвідношення часу та відключення часу тощо).

Ви можете зробити екскурсію на веб-сайті FIDES, щоб дізнатися більше.


0

Простий температурний цикл руйнує електронні пристрої, оскільки коефіцієнти розширення не однакові, а постійне механічне згинання та постійна зміна напружень .......... з часом розбиває компоненти.

Лікування: не вимикайте ланцюги.

Ох ...... тримайте їх круто.

Одна з причин свинцю в пайку ..... його механічна відповідність (пластичність).

EDIT Розгляньте SMPS з тактовою частотою 100 000 Гц ........ 100 000 разів на секунду трапляються теплові розширення та стиснення.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.