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電源應用問題之應用環境分析

摘要:本文簡述開關電源常見的應用環境,分析各種典型環境因素對電源產品的主要影響機理,推薦與應用環境相匹配的金升陽電源產品,提升電源在不同應用環境中的可靠性。

關鍵字:開關電源、應用環境、金升陽電源、可靠性。


一、引言

隨著電子產品的普及,電源的應用范圍越來越廣,從工業、民用到醫療等,這些應用場景各自有著不同的特點,應用領域環境復雜,每種因素都對電源產品的性能和可靠性有較大影響。金升陽憑借多年深耕電源行業的經驗,針對開關電源典型應用環境因素進行分析,采用模擬測試,以及現場使用,對電源性能進行優化,設計與應用環境相匹配的金升陽電源產品。

本文將對不同領域的應用環境對電源產品的影響機理進行分析。


二、工業領域

電源產品通常應用的工業領域主要有電力、機加工、自動化、冶金、采礦、車載等應用場合,在工業領域我們重點關注的是電源產品的可靠性,下面具體介紹這些工業領域典型的應用環境因素。


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工業領域典型應用環境因素

本文中提到的電源產品工業領域環境應用僅限于簡易氣候防護場所,這些場所不受太陽、風、雨等氣候因素的直接侵襲,但是會受其間接影響。除此之外,這些環境下還會直接受到工業污染的影響。因此,工業領域環境中的電源產品面臨的主要環境因素可分為以下幾類:


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典型應用環境因素及其影響分析


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1)溫度

高溫條件:使電子元器件的失效率增大、壽命降低,例如:電解電容在高溫情況下壽命會急劇減少,一般來講,在極限溫度以內,溫度每升高10℃,壽命降低一半;

低溫條件:使材料的物理特性發生變化,例如電解電容的電解液凍結、容量下降,造成電源啟動困難或者無法啟動。

由于工業品的應用地域較廣,晝夜溫差較大,溫度范圍較寬,而溫度變化會使電子器件的參數發生漂移導致設備不能正常工作,熱脹冷縮出現機械結構不靈活或者卡死現象。

所以我們應當選用工作溫度范圍寬并且能夠承受高低溫沖擊的電源。金升陽電源產品在設計時充分考慮到器件參數的溫漂特性,器件選型也充分考慮到工作溫度范圍并留出相應的余量。


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2)氣壓

氣壓與海拔高度有密切的關系。在高海拔的地區由于空氣密度降低,產品散熱性能將顯著下降。因此在熱設計時系統要留有足夠的裕量,發熱器件要有更大的降額。

隨著氣壓的降低,產品的電暈電壓會減小,外絕緣強度降低。一般情況下,電子產品在海拔0~5000m范圍內,氣壓降低12%(相當于海拔升高1000m),其絕緣強度降低8~13%。


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所以在高海拔應用環境下的產品設計,要充分考慮到元器件降額、散熱,加強安規等。針對高海拔應用,推薦使用金升陽滿足5000米海拔使用的電源。

3)濕度

在我國南方的夏季和全球的熱帶雨林地區,高相對濕度同時伴隨高溫的濕熱情況是經常出現的。


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4)凝霜

晝夜溫差大、溫度變化快或雨霧多的地區容易出現凝露現象;對于一些間歇性工作的產品,如果晚上關機處于冷態,早晨開機時由于環境溫濕度較高也可能產生凝露現象。凝露對產品的主要影響有電氣短路、絕緣強度下降、電化學腐蝕。

5)粉塵

粉塵可以分為吸濕性導電塵和導電粉塵。

吸濕性導電塵:會沉積在電源PCBA表面,在其吸潮后,會大大降低產品絕緣特性,腐蝕產品器件。

導電塵:它存在于大量工業領域環境中,其對電源產品的主要影響為絕緣電阻降低,引起打火、拉??;形成短路通路,引起器件燒毀,炸機。


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6)鹽霧

鹽霧腐蝕對電源產品長期使用的可靠性會產生非常大的影響。沉降電路板上可能造成短路失效,所以為了防止金屬部件受到腐蝕,產品的結構設計和加工工藝都要考慮必要的防護措施。


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7)腐蝕性氣體

工業領域環境中常有腐蝕性氣體的出現,腐蝕性氣體主要成分可能會有Cl2 、H2S、NO2、SO2等,它們對產品的影響主要是與濕度、溫度等因素綜合發生作用,可導致金屬腐蝕、塑料橡膠老化變形等。

金升陽針對性的給出了單面三防漆版本電源、雙面三防漆版本電源、半灌膠電源、塑封模塊電源 、灌膠模塊電源等產品,并針對性的加強電源外殼的表面處理,能夠很好的應對高濕度、凝霜、粉塵及腐蝕性氣體的應用環境。



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8)電網波動環境

電網電壓幅值的波動對于用電設備有著非常大的危害。在供電較好的城市和工業區,變化范圍通常只有±15%左右,而在供電條件下較差的地區,或者電網存在負載變化很大設備的場景,如山區、公路隧道,充電樁、發電機供電等場合,有時甚至能夠達到20%~30%。


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常規開關電源的承受電網電壓波動范圍為15%,為264VAC,超過264VAC電源有可能會損壞,嚴重時甚至會造成設備跳閘、著火。


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針對電網這種難以避免的波動情況,金升陽開發出“305全工況”系列開關電源,產品除了滿足一般正常環境使用條件外,還可長期適用于對輸入電壓(305VAC)、工作溫濕度、海拔、電磁干擾等方面有更高要求的惡劣環境和特殊環境。


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三、民用領域

電源產品應用的民用領域主要有照明、家電、顯示屏、廣播等應用場合,在民用領域除可靠性之外我們重點考量的還有:安全性、易安裝性、高性價比等。


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民用產品領域產品,因會直接與人體接觸,相較于工業應用對安全性也提出了更高的要求,例如更高的耐壓需求,電源的隔離需求,過流過壓過溫保護等需求。


四、特殊應用領域

電源除了常規的工業及民用應用領域以外,還有一些特殊的應用,這些領域加強定義了某些參數指標,例如:醫療行業,對安規距離和泄漏電流提出了更高的要求。


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金升陽醫療專用電源也針對性的給出了優化設計,滿足醫療標準要求。


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總結

本文主要簡述了開關電源在不同應用環境中可能遇到的環境因素,以及特殊行業應用中的特殊要求。金升陽電源以專業的研發團隊,多年的產品及行業應用經驗,針對性的給出了對應的解決方案,以豐富的產品線應對不用的使用需求。

金升陽以專業的銷售及技術服務團隊,服務于客戶,提供售前選型、售中技術交流、售后專業保障,為客戶提供一站式解決方案。


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詳細產品技術參數請參考技術手冊:
數據加載中

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LMF200-23B05UH 200 85-305 120-430 5 40A 91 4000VAC
LMF200-23B12UH 200.4 85-305 120-430 12 16.7A 93 4000VAC
LMF200-23B24UH 201.6 85-305 120-430 24 8.4A 94 4000VAC
LMF200-23B36UH 201.6 85-305 120-430 36 5.6A 94 4000VAC
LMF200-23B48UH 201.6 85-305 120-430 48 4.2A 94 4000VAC
LMF350-23B05UH 300 85-305 120-430 5 60A 90 4000VAC
LMF350-23B12UH 350.4 85-305 120-430 12 29.2A 92 4000VAC
LMF350-23B24UH 350.4 85-305 120-430 24 14.6A 94 4000VAC
LMF350-23B48UH 350.4 85-305 120-430 48 7.3A 94 4000VAC
LMF350-23B36UH 351 85-305 120-430 36 9.75A 94 4000VAC
LMF500-23B12UH 500.4 85-305 120-430 12 41.7A 94 4000VAC
LMF500-23B24UH 501.6 85-305 120-430 24 20.9A 94.5 4000VAC
LMF500-23B48UH 501.6 85-305 120-430 48 10.45A 95 4000VAC
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