طريقة لتحسين موثوقية تحويل إمدادات الطاقة

صفتان لا غنى عنهما لجودة المنتجات الإلكترونية - التقنية والموثوقية. وباعتباره منتجًا إلكترونيًا ناجحًا، فإن المستوى الشامل للجانبين يؤثر على جودة المنتج. باعتباره عنصرًا مهمًا في النظام الإلكتروني، فإن موثوقية نظام الطاقة تحدد أداء السلامة للنظام بأكمله. تُستخدم مصادر تحويل الطاقة على نطاق واسع في مختلف المجالات نظرًا لصغر حجمها وكفاءتها العالية. ومع ذلك، فإن كيفية تحسين موثوقية تبديل مصادر الطاقة هي تكنولوجيا الطاقة الإلكترونية. نقطة تحول مهمة في السير.

1. تكنولوجيا تصميم التوافق الكهرومغناطيسي (EMC).

يعتمد مصدر طاقة التحويل في الغالب على تقنية تعديل عرض النبض (PWM). شكل موجة النبضة مستطيل، وتحتوي حوافها الصاعدة والهابطة على عدد كبير من المكونات التوافقية. بالإضافة إلى ذلك، فإن الاسترداد العكسي لمقوم الإخراج يولد أيضًا تداخلًا كهرومغناطيسيًا (EMI)، وهو التأثير. عوامل الموثوقية غير المواتية تجعل التوافق الكهرومغناطيسي للنظام قضية مهمة. هناك ثلاثة شروط ضرورية لتوليد التداخل الكهرومغناطيسي: مصدر التداخل، ووسط الإرسال، ووحدة الاستقبال الحساسة، وتصميم EMC هو تدمير أحد هذه الشروط الثلاثة.

بالنسبة لإمدادات الطاقة التبديلية، يتم قمع مصدر التداخل بشكل أساسي، ويتم تركيز مصدر التداخل في دائرة التبديل ودائرة مقوم الإخراج. تشمل التقنيات المستخدمة تقنية الترشيح، وتقنية التخطيط والأسلاك، وتقنية التدريع، وتقنية التأريض، وتقنية الختم.

2، تكنولوجيا التصميم الحراري موثوقية معدات الطاقة

وأشار الخبراء إلى أنه بالإضافة إلى الإجهاد الكهربائي، تعد درجة الحرارة أحد أهم العوامل التي تؤثر على موثوقية المعدات. تشير الإحصائيات إلى أنه مقابل كل زيادة بمقدار درجتين في درجة حرارة المكونات الإلكترونية، تنخفض الموثوقية بمقدار 10؛ وعندما ترتفع درجة الحرارة بمقدار 50 درجة يرتفع العمر فقط 25 1/6 عند الدرجة. بسبب تأثير درجة الحرارة، من الضروري اتخاذ تدابير فنية للحد من ارتفاع درجة حرارة الهيكل والمكونات - التصميم الحراري. مبدأ التصميم الحراري هو تقليل توليد الحرارة، أي اختيار طرق وتقنيات تحكم أفضل، مثل تقنية التحكم في تحول الطور، وتكنولوجيا التصحيح المتزامن، وما إلى ذلك، بالإضافة إلى اختيار أجهزة منخفضة الطاقة، وتقليل عدد من أجهزة توليد الحرارة، وزيادة عرض الخط الخشن يزيد من كفاءة مصدر الطاقة. والثاني هو تعزيز تبديد الحرارة، أي استخدام تكنولوجيا التوصيل والإشعاع والحمل الحراري لنقل الحرارة، بما في ذلك تصميم المبرد، وتصميم تبريد الهواء (الحمل الطبيعي وتبريد الهواء القسري)، وتصميم التبريد السائل (الماء والزيت)، وتصميم التبريد الحراري. تصميم التبريد، تصميم أنابيب الحرارة، وما إلى ذلك. إن تبديد حرارة تبريد الهواء القسري أكبر بعشر مرات من التبريد الطبيعي، ولكن من الضروري زيادة المروحة وإمدادات طاقة المروحة وجهاز التعشيق وما إلى ذلك. في التصميم، يجب تحديد طريقة تبديد الحرارة وفقًا للوضع الفعلي.

3. تكنولوجيا التصميم الهندسي لإمدادات الطاقة الكهربائية الموثوقة

بالنسبة لتقنية تصحيح عامل الطاقة، فمن المحدد على وجه التحديد أن التيار التوافقي لمصدر طاقة التبديل يلوث شبكة الطاقة ويتداخل مع معدات الشبكة الشائعة الأخرى، مما قد يتسبب في أن يكون التيار المحايد لنظام الأسلاك ثلاثي الطور كبيرًا جدًا ، مما تسبب في وقوع حادث. الحل العام هو اعتماد تحويل إمدادات الطاقة مع تكنولوجيا تصحيح معامل القدرة.

فيما يتعلق بدوائر الحماية، من أجل جعل مصدر الطاقة يعمل بشكل موثوق في ظل بيئات قاسية مختلفة، يجب إضافة دوائر حماية مختلفة مثل الحماية من زيادة التيار، والجهد الزائد والجهد المنخفض، والحمل الزائد، والدائرة القصيرة، وارتفاع درجة الحرارة أثناء التصميم.

لاختيار استراتيجية التحكم، يتم إرجاعه إلى مصدر الطاقة المتوسط ​​والصغير. يعد التحكم PWM في الوضع الحالي طريقة مستخدمة على نطاق واسع. في محول DC-DC، يمكن التحكم في تموج الإخراج عند 10 مللي فولت، وهو متفوق على مصدر الطاقة التقليدي للتحكم في نوع الجهد. تكنولوجيا التبديل الصلبة محدودة بسبب فقدان التبديل، وتردد التبديل بشكل عام أقل من 350 كيلو هرتز؛ تقنية التبديل الناعمة هي جعل جهاز التبديل يتحول إلى جهد صفر أو حالة تيار صفرية، وتحقيق خسارة التبديل صفر، بحيث يمكن رفع تردد التبديل إلى مستوى ميغاهيرتز. تُستخدم هذه التقنية بشكل أساسي في الأنظمة عالية الطاقة، وهي أقل شيوعًا في الأنظمة منخفضة الطاقة.

بالنسبة لوضع إمداد الطاقة، يتم تقسيمه عمومًا إلى نظام إمداد طاقة مركزي وإمدادات طاقة موزعة. تستخدم أنظمة الطاقة الإلكترونية الحديثة عمومًا أنظمة إمداد الطاقة الموزعة لتلبية متطلبات المعدات عالية الموثوقية.

وبما أن المكونات تحدد بشكل مباشر موثوقية مصدر الطاقة، فإن اختيار المكونات له أهمية خاصة. تتركز أعطال المكونات بشكل أساسي في النقاط الأربع التالية: مشكلات جودة التصنيع، ومشكلات موثوقية الجهاز، ومشكلات التصميم، ومشكلات الخسارة. وينبغي إيلاء هذا الاهتمام الكافي في الاستخدام.

بالنسبة لطوبولوجيا الدائرة، يعتمد مصدر طاقة التبديل عمومًا ثمانية أنواع من الهياكل مثل النوع الأمامي أحادي النهاية، والنوع الطائر الخلفي أحادي النهاية، والنوع الأمامي ثنائي الأنبوب، والنوع الأمامي المزدوج أحادي الطرف، والنوع الأمامي المزدوج، ونوع الدفع والسحب ، نصف جسر، وجسر كامل. من بينها، فإن ضغط التحويل للدوائر المزدوجة ذات الإثارة الأمامية والإثارة المزدوجة ودوائر نصف الجسر هو فقط جهد مصدر طاقة الإدخال، ومن السهل نسبيًا تحديد أنبوب التبديل 600 فولت عند تخفيض 60، وهناك لا توجد مشكلة في تشبع الاستقطاب أحادي الاتجاه. بشكل عام، تُستخدم هذه الطبولوجيا الثلاثة على نطاق واسع في دوائر الإدخال ذات الجهد العالي.