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开关电源可靠性设计研究[转帖]开关电源可靠性设计研究.txt每天早上起床都要看一遍“福布斯”富翁排行榜如果上面没有我的名字我就去上班。谈钱不伤感情谈感情最他妈伤钱。我诅咒你一辈子买方便面没有调料包。开关电源可靠性设计研究[转帖]开关电源可靠性设计研究-----------------------------------摘要：对影响军用PWM型开关稳压电源可靠性的因素作出较为详细的分析比较并从工程实际出发提出一些提高开关电源可靠性的建议。关键词：开关电源可靠性1引言电子产品特别是军用稳压电源的设计是一个系统工程不但要考虑电源本身参数设计还要考虑电气设计、电磁兼容设计、热设计、安全性设计、三防设计等方面。因为任何方面那怕是最微小的疏忽都可能导致整个电源的崩溃所以我们应充分认识到电源产品可靠性设计的重要性。2开关电源电气可靠性设计2.1供电方式的选择集中式供电系统各输出之间的偏差以及由于传输距离的不同而造成的压差降低了供电质量而且应用单台电源供电当电源发生故障时可能导致系统瘫痪。分布式供电系统因供电单元靠近负载改善了动态响应特性供电质量好传输损耗小效率高节约能源可靠性高容易组成N＋1冗余供电系统扩展功率也相对比较容易。所以采用分布式供电系统可以满足高可靠性设备的要求。2.2电路拓扑的选择开关电源一般采用单端正激式、单端反激式、双管正激式、双单端正激式、双正激式、推挽式、半桥、全桥等八种拓扑。单端正激式、单端反激式、双单端正激式、推挽式的开关管的承压在两倍输入电压以上如果按60％降额使用则使开关管不易选型。在推挽和全桥拓扑中可能出现单向偏磁饱和使开关管损坏而半桥电路因为具有自动抗不平衡能力所以就不会出现这个问题。双管正激式和半桥电路开关管的承压仅为电源的最大输入电压即使按60％降额使用选用开关管也比较容易。在高可靠性工程上一般选用这两类电路拓扑。2.3控制策略的选择在中小功率的电源中电流型PWM控制是大量采用的方法它较电压控制型有如下优点：逐周期电流限制比电压型控制更快不会因过流而使开关管损坏大大减小过载与短路的保护；优良的电网电压调整率；迅捷的瞬态响应；环路稳定易补偿；纹波比电压控制型小得多。生产实践表明电流控制型的50W开关电源的输出纹波在25mV左右远优于电压控制型。硬开关技术因开关损耗的限制开关频率一般在350kHz以下软开关技术是应用谐振原理使开关器件在零电压或零电流状态下通断实现开关损耗为零从而可将开关频率提高到兆赫级水平这种应用软开关技术的变换器综合了PWM变换器和谐振变换器两者的优点接近理想的特性如低开关损耗、恒频控制、合适的储能元件尺寸、较宽的控制范围及负载范围但是此项技术主要应用于大功率电源中小功率电源中仍以PWM技术为主。2.4元器件的选用因为元器件直接决定了电源的可靠性所以元器件的选用非常重要。元器件的失效主要集中在以下四个方面：（1)制造质量问题质量问题造成的失效与工作应力无关。质量不合格的可以通过严格的检验加以剔除在工程应用时应选用定点生产厂家的成熟产品不允许使用没有经过认证的产品。（2)元器件可靠性问题元器件可靠性问题即基本失效率的问题这是一种随机性质的失效与质量问题的区别是元器件的失效率取决于工作应力水平。在一定的应力水平下元器件的失效率会大大下降。为剔除不符合使用要求的元器件包括电参数不合格、密封性能不合格、外观不合格、稳定性差、早期失效等应进行筛选试验这是一种非破坏性试验。通过筛选可使元器件失效率降低1～2个数量级当然筛选试验代价(时间与费用)很大但综合维修、后勤保障、整架联试等还是合算的研制周期也不会延长。电源设备主要元器件的筛选试验一般要求：①电阻在室温下按技术条件进行100％测试剔除不合格品。②普通电容器在室温下按技术条件进行100％测试剔除不合格品。③接插件按技术条件抽样检测各种参数。④半导体器件按以下程序进行筛选：目检→初测→高温贮存→高低温冲击→电功率老化→高温测试→低温测试→常温测试筛选结束后应计算剔除率QQ=(n/N)×100%式中：N——受试样品总数；n——被剔除的样品数；如果Q超过标准规定的上限值则本批元器件全部不准上机并按有关规定处理。在符合标准规定时则将筛选合格的元器件打漆点标注然后入专用库房供装机使用。（3)设计问题首先是恰当地选用合适的元器件：①尽量选用硅半导体器件少用或不用锗半导体器件。②多采用集成电路减少分立器件的数目。③开关管选用MOSFET能简化驱动电路减少损耗。④输出整流管尽量采用具有软恢复特性的二极管。⑤应选择金属封装、陶瓷封装、玻璃封装的器件。禁止选用塑料封装的器件。⑥集成电路必须是一类品或者是符合MIL－M－38510、MIL－S－19500标准B－1以上质量