【導讀】為確保電源能在各類(lèi)應用場(chǎng)景，尤其是在嚴苛的工業(yè)環(huán)境中為設備持續運行提供支持，確保電源設計具有較高的運行可靠性至關(guān)重要。本博客將從以下幾個(gè)方面探討運行可靠性：運行可靠性的定義、評估方法以及 RECOM 電源設計如何最大限度地提高運行可靠性。
為確保電源能在各類(lèi)應用場(chǎng)景，尤其是在嚴苛的工業(yè)環(huán)境中為設備持續運行提供支持，確保電源設計具有較高的運行可靠性至關(guān)重要。本博客將從以下幾個(gè)方面探討運行可靠性：運行可靠性的定義、評估方法以及 RECOM 電源設計如何最大限度地提高運行可靠性。
什么是電源的運行可靠性？
運行可靠性是衡量電源能否在無(wú)故障情況下完成其預期功能的一項指標。電源的運行可靠性主要包括以下幾個(gè)因素：
性能穩定性：電源必須能提供穩定且準確的電壓和電流，避免可能干擾連接設備運行的波動(dòng)。
耐用性：電源應當能夠承受其所運行的環(huán)境條件。
停機時(shí)間最短：電源應具有低故障率，其設計應最大限度地減少中斷的可能性，確保設備盡可能保持持續運行。
使用壽命長(cháng)：電源應具有較長(cháng)的使用壽命，減少頻繁更換或維修的需求，從而提高整個(gè)系統的可靠性。
標準合規性：電源應符合相關(guān)行業(yè)標準和認證，這些標準和認證通常包括可靠性和安全性的要求。
工業(yè)環(huán)境及其對電源的影響
針對應用環(huán)境進(jìn)行設計，是最大化電源運行可靠性的關(guān)鍵。惡劣的工業(yè)環(huán)境可能對設計存在缺陷的電源構成致命風(fēng)險。氣候相關(guān)的風(fēng)險包括極端高溫和低溫、溫度循環(huán)、灰塵、濕氣以及鹽霧高濕等情況。機械相關(guān)的風(fēng)險包括沖擊和振動(dòng)等情況。 而電氣相關(guān)的風(fēng)險則包括電壓浪涌、驟降和瞬變等。
接下來(lái)，讓我們更深入地探討這些風(fēng)險。
*電氣風(fēng)險包括輸入電壓的頻繁或極端變化，如浪涌、驟降或激增。這些情況都可能會(huì )給電源元器件帶來(lái)風(fēng)險，尤其是電容器和半導體，從而導致其過(guò)早失效。在交流/直流電源中，質(zhì)量不佳的交流電輸入可能導致輸入電源的諧波失真、電噪聲和瞬態(tài)擾動(dòng)。隨著(zhù)時(shí)間推移，這些現象會(huì )使電源元器件不堪重壓，并導致其性能下降。
許多工業(yè)環(huán)境都存在高水平的電磁干擾，這些干擾可能來(lái)自多個(gè)源頭。典型的電磁干擾發(fā)生源包括開(kāi)關(guān)設備（例如變頻驅動(dòng)器和電源逆變器）、工業(yè)設備（例如焊機和等離子切割機）、工業(yè)發(fā)電機以及其他電源。 高水平的電磁干擾會(huì )嚴重影響電源的可靠性。
其他電氣風(fēng)險包括周期缺失，即 AC/DC 電源輸入未接收到一個(gè)或多個(gè) AC 周期。這可能是由于配電網(wǎng)絡(luò )中的臨時(shí)故障、中斷或開(kāi)關(guān)操作造成的。周期缺失會(huì )導致直流電源中斷，從而加速元器件的老化和退化。
*極端溫度。一個(gè)常見(jiàn)的故障原因是過(guò)高的溫度或溫度循環(huán)。大多數故障都是由不同材料的熱膨脹系數 (CTE) 差異引起的熱應力導致的。極端溫度會(huì )影響電氣和機械元器件。
*沖擊和振動(dòng)是工業(yè)環(huán)境的常見(jiàn)特征。它們會(huì )對電子和機械元器件造成機械風(fēng)險。常見(jiàn)的結果包括焊縫開(kāi)裂、螺絲和其他緊固件松動(dòng)以及金屬疲勞。
運行可靠性評估
評估工業(yè)電源的運行可靠性，包括評估其在特定條件下長(cháng)期穩定運行的能力。
評估運行可靠性的方法有多種，但統計可靠性測量，例如平均故障間隔時(shí)間 (MTBF)，并不是反映實(shí)際運行壽命的良好指標。
平均故障間隔時(shí)間 (MTBF)僅提供可靠性的總體指標，并不能確定故障類(lèi)型或原因。更重要的是，MTBF 通常是在受控測試條件下計算的，這些條件可能無(wú)法完全復制電源運行所處的多樣性和惡劣環(huán)境。應用環(huán)境會(huì )對實(shí)際的可靠性產(chǎn)生顯著(zhù)影響。
根據 RECOM 客戶(hù)的經(jīng)驗，大多數早期故障不是因為元器件老化，而是由輸入電壓浪涌引起的，因此 MTBF 和其他類(lèi)似計算無(wú)法充分反映這些情況。
如何在工業(yè)環(huán)境中最大化電源的運行可靠性
RECOM 電源具備多種功能，以減少電氣風(fēng)險并最大化運行可靠性。
工業(yè)友好型設計。RECOM 電源采用先進(jìn)的散熱設計和高效率，能在擴展溫度范圍內滿(mǎn)載運行，從而將元器件風(fēng)險降至最低。許多設計都具有輸出電壓微調功能，有助于補償長(cháng)電纜的電壓降。
寬輸入電壓范圍。RECOM 電源還具有寬輸入范圍的特點(diǎn)。輸入電壓為 85–264 VAC 的 AC/DC 電源和輸入電壓為 4.0–36.0 VDC 的 DC/DC 電源就是典型的例子。
電壓中斷和驟降。RECOM 的 AC/DC 工業(yè)電源符合 IEC/EN61000-4-11:2004+A1:2017 標準中關(guān)于電壓驟降和中斷的 B 級標準。如需了解詳情，請與我們聯(lián)系。
輸入電壓浪涌保護。由于輸入電壓浪涌是導致早期故障的首要原因，因此工業(yè)電源必須提供多種保護措施。
此外，它們還必須具備強大的輸入濾波功能。RECOM 還開(kāi)發(fā)了一系列適用于 PCB 安裝的浪涌保護模塊，符合特定工業(yè)標準，例如 RIA12、NF F 01-510 和 EN50155 等鐵路機車(chē)車(chē)輛規范，或 MIL-STD-416G、MIL-STD-1275E 等軍用浪涌保護標準。RSP 系列提供 20 W、45 W、150 W、200 W 或 300 W 的連續功率額定值，適用于 110 VDC 或 24/28 VDC 的標稱(chēng)輸入電壓。RSPxxx-168 系列可承受高達 385 VDC 的輸入電壓浪涌。
電磁干擾濾波。如果需要電磁干擾保護，RECOM 的大多數產(chǎn)品數據表中均提供符合行業(yè)規范的推薦濾波電路設計。RECOM 還設計了一系列低成本電感器，這些電感器經(jīng)過(guò)優(yōu)化，可與 RECOM 的 DC/DC 轉換器配合使用，并通過(guò)我們的內部 EMC 測試設施對傳導和輻射電磁干擾進(jìn)行了 EMC 性能驗證。它們與 RECOM 轉換器配合使用，為減少電磁干擾提供一站式解決方案。
輸出過(guò)流保護 (OCP)。輸出過(guò)流保護 (OCP) 通過(guò)電子方式限制負載電流以保護電源，從而最大程度地減少周期缺失和壓降現象的影響。典型技術(shù)是將電流限制在設定值，通過(guò)增加負載或“暫?！北Ｗo將電流“折回”到安全值（輸出關(guān)閉，然后在延遲后再次打開(kāi)。如果過(guò)電流情況仍然存在，則循環(huán)重復）。
更換簡(jiǎn)便。當然，任何產(chǎn)品都可能發(fā)生故障，RECOM 電源也不例外。當故障最終不可避免地發(fā)生時(shí)，簡(jiǎn)便的更換過(guò)程可將停機時(shí)間降至最低。簡(jiǎn)化更換過(guò)程的一種方法是使用標準外形尺寸，例如 DIN 導軌電源。
結論
出色的運行可靠性是工業(yè)電源的關(guān)鍵指標。本文回顧了一些影響運行可靠性的因素以及 RECOM 電源的幾個(gè)設計特點(diǎn)，這些特點(diǎn)保證了 RECOM 電源在嚴苛的工業(yè)環(huán)境下具有較長(cháng)的使用壽命。
免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在于傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問(wèn)題，請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。
推薦閱讀：
國補政策擴容助力科技產(chǎn)品，"618購物節"攜手共促市場(chǎng)持續增長(cháng)
安森美斥資1.15億美元收購碳化硅JFET技術(shù)，強化AI數據中心電源產(chǎn)品組合
