Оказывает ли температура большое влияние на производительность и срок службы импульсного источника питания связи?
Основным компонентом импульсного источника питания связи является высокочастотный импульсный выпрямитель, который постепенно совершенствуется по мере развития теории и технологии силовой электроники и устройств силовой электроники. Выпрямитель, использующий технологию мягкого переключения, имеет меньшее энергопотребление, более низкую температуру, значительно уменьшенный объем и вес, а также постоянное улучшение общего качества и надежности. Но каждый раз, когда температура окружающей среды повышается на 10 градусов, срок службы основных силовых компонентов сокращается на 50 процентов. Причина столь быстрого снижения жизни связана с перепадами температур. Усталостное разрушение, вызванное различными микроскопическими и макроскопическими концентрациями механических напряжений, ферромагнитными материалами и другими компонентами, приводит к возникновению различных типов микроскопических внутренних дефектов под непрерывным действием переменных напряжений во время эксплуатации. Поэтому обеспечение эффективного отвода тепла оборудованием является необходимым условием обеспечения надежности и срока службы оборудования.
Взаимосвязь между рабочей температурой, надежностью и сроком службы компонентов силовой электроники
Источник питания является своего рода оборудованием для преобразования электрической энергии. В процессе преобразования ему необходимо потреблять некоторое количество электрической энергии, а электрическая энергия преобразуется в тепло и выделяется. Стабильность и скорость старения электронных компонентов тесно связаны с температурой окружающей среды. Силовые электронные компоненты состоят из различных полупроводниковых материалов. Поскольку потери мощности компонентов рассеиваются за счет их собственного нагрева, термический цикл нескольких материалов с разными коэффициентами расширения вызовет очень значительное напряжение и может даже привести к мгновенному разрушению и выходу компонента из строя. Если силовой элемент будет эксплуатироваться в течение длительного времени в аномальных температурных условиях, это вызовет усталость, которая приведет к разрушению. Из-за термоусталостной долговечности полупроводников требуется, чтобы они работали в относительно стабильном и низкотемпературном диапазоне.
В то же время быстрые изменения температуры и холода временно создадут разницу температур полупроводников, что приведет к тепловому стрессу и тепловому удару. Подвержение компонента термомеханическому напряжению, когда разница температур слишком велика, может привести к образованию трещин в различных частях материала компонента. преждевременный выход компонентов из строя. Это также требует, чтобы силовые компоненты работали в относительно стабильном диапазоне рабочих температур, уменьшали резкие перепады температуры, чтобы исключить влияние термического стресса, и обеспечивали длительную надежную работу компонентов.
Влияние рабочей температуры на изоляционную способность трансформатора
После подачи напряжения на первичную обмотку трансформатора магнитный поток, создаваемый катушкой, течет в железном сердечнике. Поскольку железный сердечник сам по себе является проводником, на плоскости, перпендикулярной силовой линии магнитного поля, будет генерироваться индуцированный потенциал, а на поперечном сечении железного сердечника образуется замкнутая петля для генерации тока, который называется «вихрем». . Этот «вихревой ток» увеличивает потери в трансформаторе и повышает температуру нагревательного трансформатора сердечника трансформатора. Потери, вызванные «вихревыми токами», называются «потерями железа». Кроме того, медный провод, используемый в трансформаторе, необходимо намотать. Эти медные провода обладают сопротивлением. При протекании тока сопротивление будет потреблять определенное количество мощности, и эта часть потерь будет расходоваться в виде тепла. Эта потеря называется «потери меди». Следовательно, потери в железе и меди являются основными причинами повышения температуры трансформатора.
