Mga Pangunahing Bahagi ng Nakapangingilabot na Kapangyarihan ay Nagdudulot at Ang Maiinit na Sensitibo

Ang mga suplay ng kuryente na nagreresulta ay laganap sa modernong elektronikong mga bagay, na naghahatid ng kontroladong lakas ng DC mula sa isang AC o DC na pinagmumulan na may mataas na kahusayan. di tulad ng linear regulator, ang pagpapalit ng suplay ay gumagamit ng isang mataas na-frequency switching elemento (karaniwan nang isang moSFET) at isang magnetikong transpormasyon na mag-ebolb ng boltahe o pababa. Ang prosesong ito ay lumilikha ng init bilang isang byprodukwensiyal, na lumilikha ng siklong self-reinforcing nagrehikoding reaksyon kung saan ang temperatura ay nagpapataas ng mga pinsala, na nagpapataas ng mga pinsalang sanhi ng mga pinsala, na nagpapainit sa pag-unawa ng mas maraming pag-unawa sa pagitan ng temperatura at ang temperatura kung gayon ay ang mga sistemang pang-katiyak na nagbibigay ng mga kondisyon sa pagitan ng mga kondisyon at pagkamaaasahan, o pag-katiyak.

Ang termal stress ay isa sa mga nangungunang sanhi ng maagang pagkabigo sa pagpapalit ng suplay ng kuryente. Ang datos ng field mula sa mga aplikasyong industriyal ay nagpapakita na ang isang 10 °C pagtaas sa temperaturang pang-opera ay maaaring mahati ang inaasahang haba ng buhay ng ilang mga bahagi, partikular na ang mga elektrotikong capacititor.Ang sensitivity na ito ay bumabangon dahil ang panloob na mga materyal at mga partikulong edad na mas mabilis sa mataas na temperatura, at dahil ang mabilis na mga pagbabago ng temperatura ay nag-udyok ng mekanikal na strain.

Kung Paano Nakaaapekto sa Pagiging Muli ang Pagbabagu - bago ng Panahon

Ang bawat mekanismo ay may kani - kaniyang sangkap at maaaring humantong sa unti - unting pagkasira at biglang pagkasira ng ngipin.

Epekto sa Electrolytic Capacitors

Ang Aluminum electrolytic capacititors ay kabilang sa mga pinaka-sensitive na bahagi sa isang witch power supply. Ang kanilang electrolyte ay unti-unting sumisingaw sa paglipas ng panahon, isang prosesong eksponential na pinabilis ng init. Sa 85 °C, ang isang karaniwang capacitor ay maaaring magkaroon ng isang random na haba ng buhay na 2,000 oras; sa 65 °C, na ang parehong capacitor ay maaaring tumagal ng 10,000 oras o higit pa. Ang relasyon ay maaaring magkaroon ng isang tipikal na capacitage na batas[0][T][T][C] Ang isang splity surploidly recepthy recepthence ay maaaring tumaas sa mga splity surpthiclections at ang mga splitation na splitation na splitent. Ang isang splitation na splity recepth na splitent. Ang isang splitation na splity cepth na splity ay maaaring tumaas na splity cepth.

Ang mababang operasyon ng elektrolyente ay nagbibigay diin din sa mga capacititor. sa napakalamig na temperatura, ang elektrolyte viscosity ay tumataas, nagpapataas ng ESR at nagpapaliit ng capacitience. Kung ang suplay ay dapat magsimula sa −40 °C, ang inrush surplosidad ay maaaring makapinsala sa capacitor bago ito magkaroon ng pagkakataon na magpainit.

Epekto sa mga Somicondor ng Kapangyarihan

Ang mga MOSFET at diode sa witch stage ay direktang apektado ng counsion temperature. Ang on ⁇ FLT (R[2]DS(on)) ng isang MOSFET ay tumataas sa temperatura, karaniwang sa pamamagitan ng mga 0.5 % per °C.[2] Ang mas mataas na [[FLT:[T][T:[TL]) ay nagreresultanggo sa isang mas malakas na pag-angat ng init ([T][T] kung ang pag-lakas ng hangin) na nag-urong, na nag-urong ang pag-urong ng pag-init:[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [

Ang mabilis na pagbibisikleta — paulit - ulit na ekstinksiyon sa pagitan ng malamig at mainit na mga estado — ay nagiging sanhi ng iba't ibang paglaki ng silicon at ng mga tingga.

Epekto sa Magnetic Componts

Ang mga transpormante at inductor ay umaasa sa mga fellowate core na ang magnetikong mga katangian ay nagbabago ng temperatura. Sa mataas na temperatura, ang core loss (hysteresis at eddy surplus) ay dumarami, at ang flux density ay bumababa.Ang transpormer na kumikilos ng normal sa 25 °C ay maaaring dumumi sa mataas na line tropoination at mataas na temperatura, na nagiging sanhi ng malaking kasalukuyang mga trokesa na nagbibigay diin sa transistor at posibleng sumira nito.Angrmal na pagtanda ay nakapagpapababa rin sa insulasyon sa mga winding influsion, na mas malaking panganib ng maikling mga turn.

Katangi - tangi: Ang Panahon ng Panahon at ang mga Modelo ng Buhay

Gumagamit ang mga inhinyero ng ilang mga modelong episodyo upang hulaan ang epekto ng temperatura sa suplay ng kuryente habang buhay.[1]Arrhenius model, na nagpapahayag ng pagkabigo bilang isang eksponential na tungkulin ng temperatura:

musb(T) = A × eksp(−E / (k × T)[

Kung saan ang musb ay ang rate ng pagkabigo, A ay isang pre-exponential factor, E[[]a ay enerhiyang reflusion (karaniwang 0.7–1.0 eV para sa mga elektrolytic capacitor), k is Boltzmann perces, at T ay absolutong temperatura. Ang modelong ito ay ang mga underpinsting maraming mga panuntunan at ginagamit sa mga pamantayang STLH2.

Para sa mekanikal na pagkapagod dahil sa thermal bicycle, ang Coffin[Manson equation ay nag-uugnay ng bilang ng mga siklo sa hindi pag-iwas sa cyclic temperature range:

Nf = C ⁇ ( ⁇ )[[[[[[[[FLT:[[[[LT:5]]][[[[[[[[[5]]]

kung saan N[[[[f] ang bilang ng mga siklong hindi gumagana, ang ⁇ T ang pag-ikot ng temperatura, at ang m ay karaniwang nasa pagitan ng 1.5 at 3 para sa mga steeler joint. Ang mga modelong ito ay pumapayag sa mga tagapagdisenyo na tantiyahin ng pagkamaaasahan ng field at magtakda ng mga kahilingan sa pagsubok na quartovious.

[[[[[T: Para sa higit pa sa ekwasyon ng Arrhenius sa inhinyeriyang pagkamaaasahan, tingnan ang [Kabuhayan ng HotWire: The Arrhenius Model.

Disenyong Para sa Pinahusay na Pag - uulit ng "Thermal "

Ang pagpapaunlad ng pagkamaaasahan sa ilalim ng kaigtingan sa temperatura ay nangangailangan ng isang pamamaraan na may maraming antas na sumasaklaw sa pagpili ng sangkap, ng circuit topology, ng thermal management, at ng mekanikal na disenyo.

Ang Maiinit na Pamamaraan ng Pangangasiwa

Ang pinaka-tamang paraan sa mga epekto ng temperatura sa mititigate ay ang mabisang pagtanggal ng init. Ang mga karaniwang pamamaraan ay kinabibilangan ng:

  • Passive heatsinks[ — Finned aluminum o copper heatsinks na nakakabit sa mga sangkap ng kuryente ay nagpapataas sa ibabaw ng area para sa paglamig ng kompyuter. Ang pagiging mabisa nito ay nakasalalay sa wastong thermal interface na mga materyales (TIM) at daloy ng hangin.
  • Forced air pagpapalamig — Ang mga fan o blower ay lubhang nagpapabuti sa convective heat transfer. Gayunpaman, ang fan vigence mismo ay nagiging isang pagkabahala; ang mga redundant fan o smart speed control ay maaaring makatulong.
  • Ang pagpapalamig ng likido — Ginagamit sa mga mataas na suplay ng ultropower industriyal at telecom.Ang mga Cold plate na may dumadaloy na coolant ay maaaring magtanggal ng init mula sa maraming mga sangkap, na nakapagdurulot ng mas mataas na densidad ng kuryente.
  • Ang pag-eespiya at encapstulation[ — Thermally conductive epoxies o silicones ay pumupuno ng mga puwang sa paligid ng mga sangkap, binabawasan ang mga hot spot at pinabubuti ang init na kumalat sa kulungan.
  • Mga tubo ng tubo ng tangke at mga vapor chamber[ — Dalawang aparatong pang-astrophase na naghahatid ng init na may napakababang thermal resistance, na magagamit sa pagtutuon ng init sa isang malayong heatsink.

Kabihasnan at Pag - aalis ng mga Dekorasyon

Ang pagpili ng mga sangkap na may malawak na rating ng temperatura ay mahalaga. Para sa mga elektrolytic capacititor, gumamit ng 105 °C o 125 °C na mga bahagi kahit na mas mababa ang inaasahang mga bahagi nito; ang ekstrang mardyin ay lubhang nagpapahaba ng buhay.Plinktang mga MOSFET na may mababang temperatura R[2][2] Ang mga kondisyong pang-ilalim ay dapat piliin sa mababang temperaturang sensoso.[2] Ang mga kondisyong pang-askademoniatiko ay dapat piliin sa ilalim ng sukdulang record sa loob ng temperaturang bahagi ay dapat piliin sa loob ng ika-7.

Ang pag-awtop ng mga panuntunan mula sa mga pamantayan ng industriya (e.g., IPC°9592, JEDEC JESD74) ay nagmumungkahi ng paglalagay ng isang safety factor na 0.5 hanggang 0.8 sa boltahe, kasalukuyan, at power ratings, na may depinitibong multiplier na binago para sa temperaturang integral. halimbawa, ang isang capacitor na rating sa 100 V ay hindi dapat mahantad sa higit sa 80 V sa 85 °C.

[[[[[T:] May praktikal na deribatibong gabay na makukuha mula sa [Military Aerospace Electronics: Compoundent Derling for Power Supplies.

Mga Pagpapakundangan sa Palabas at Mekanika

Ang nakaimprentang mga bahagi ng lupon ng sirkito ay may malaking impluwensiya sa thermal performance. Sa halip, ilagay ang matataas na bahagi ng init na malapit sa gilid ng tabla o sa ibabaw ng malaking tansongent. Gamitin ang thermal via para ilipat ang init sa isang eroplanong nasa ilalim ng lupa.

Sa pamamagitan ng mataas na disenyo, isaalang - alang ang paggamit ng maiinit na sapin na gawa sa aluminyong calfil calculus na mga materyales na doble bilang mga tagakalat ng init.

Pagsubok at Pamamaraan ng Pag - iingat

Hindi maaaring palitan ng anumang bilis ng pag - uulit ang tunay na thermal test sa daigdig.

  • Thermal bicycling — Pag-iiba ng mataas at mababang temperatura (e.g., −40 °C hanggang +85 °C) para sa 500–1000 siklo upang tasahin ang mas-bentang joinder fatigue at encaption gheat.
  • [[Talaksan] Ang mataas na ⁇ t ⁇ emperature operating life (HTOL)[ — pagpapatakbo ng suplay sa sukdulang rating na temperatura (e.g., 70 °C para sa komersyal, 105 °C para sa industriyal) na under load sa loob ng libu-libong oras habang sinusubaybayan ang output parameters.
  • Thermal imaging — Ginagamit ang mga kamerang infrared upang matukoy ang mga hot spot at matiyak na ang lahat ng mga sangkap ay nananatili sa loob ng kanilang itinakdang mga hangganan sa temperatura.
  • [Cancelecated life testing (ALT)[ — Paglalapat ng mga pagtaas ng temperatura at boltahe upang pilitin ang mga kabiguan, pagkatapos ay paggamit ng mga modelong Arrhenius sa ekstrapolate na inaasahang habang buhay sa ilalim ng normal na mga kondisyon.

[[[[[T:] Para sa detalyadong sumaryo ng mga pamantayang nagbibigay ng pagkamaaasahan ng kuryente, tumutukoy sa IE 1624-2008: Pamantayan para sa DC at AC Power Supply Reliability[.

Pagsasaayos

Ang mga pagkakaiba - iba ng temperatura ay nananatiling isa sa pinakamalaking banta sa pagbabago ng kakayahan ng katawan — mula sa mabilis na pagtanda ng capacitor tungo sa thermal na pagtakas sa semiconductors at pagkapagod sa mga inebentang kasukasuan, ang mga epekto ay laganap at kadalasang magkakaugnay — at sa paggamit ng matitibay na disenyo gaya ng wastong pagpapalamig, pag - aalis ng sangkap, at lubusang pagsubok — ang mga inhinyero ay maaaring gumawa ng mga suplay ng kuryente na naghahatid ng walang pagbabagong pagkilos sa loob ng mga taon ng malupit na mga kapaligiran.

Kung titingnan ang unahan, ang pagpapatibay ng malawak na mga semiconductor ng calfandgap (mga silicon carbide at gallium nitride) ay nangangako ng mas mataas na temperatura at mas mababang pagkalugi, na magreresulta sa marami sa thermal na mga hamon na inilarawan dito. kasama ang makabagong digital control na maaaring mag-ayos ng pag-aangkop ng dalas at siklo ng tungkulin sa tunay na panahon upang pangasiwaan ang temperatura, ang susunod na mga gimpormasyon ng kuryente ay magiging mas matatag higit kailanman. Gayunpaman, ang mga pundamental na prinsipyo ng thermal management ay mananatiling sentral sa disenyo para sa produkwensiyal na magagamit sa hinaharap.