Влияние температуры на работоспособность и срок службы импульсного блока питания связи
Основным компонентом импульсного источника питания связи является высокочастотный импульсный выпрямитель, который постепенно развивается и совершенствуется вместе с развитием теории и технологии силовой электроники и силовых электронных устройств. Потребляемая мощность выпрямителей с технологией мягкого переключения становится меньше, температура ниже, объем и вес существенно уменьшаются, а общее качество и надежность постоянно улучшаются. Однако всякий раз, когда температура окружающей среды повышается на 10 градусов, срок службы основных силовых компонентов уменьшается на 50 процентов. Все причины столь быстрого снижения жизни связаны с перепадами температур. Усталостное разрушение, вызванное различными микро- и макромеханическими концентрациями напряжений, ферромагнитными материалами и другими компонентами, работающими под постоянным действием переменных напряжений, приводит к возникновению многих типов микровнутренних дефектов. 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 представляет собой оборудование для преобразования энергии, в процессе преобразования необходимо потреблять некоторую электрическую энергию, и эта электрическая энергия преобразуется в выделение тепла. Стабильность и скорость старения электронных компонентов тесно связаны с температурой окружающей среды. Силовые электронные компоненты состоят из различных полупроводниковых материалов. Поскольку потери мощности компонентов во время работы рассеиваются за счет их собственного тепловыделения, термоциклирование нескольких материалов с разными коэффициентами расширения по отношению друг к другу может вызвать очень значительные напряжения и даже может привести к мгновенному разрушению и выходу из строя компонентов. . Если силовой элемент будет эксплуатироваться в аномальных температурных условиях в течение длительного периода времени, возникнет усталость, которая приведет к разрушению. Существование термоусталостной долговечности полупроводников требует их эксплуатации в относительно стабильном и низкотемпературном диапазоне.
В то же время быстрые изменения температуры в полупроводниках могут временно создавать разницу температур в полупроводниках, что может привести к тепловым напряжениям и термическим ударам. Компоненты подвергаются термомеханическим напряжениям, которые, когда разница температур слишком велика, приводят к образованию трещин в различных материальных частях компонентов. Сделайте компонент преждевременным выходом из строя. Это также требует, чтобы силовые компоненты работали в относительно стабильном диапазоне рабочих температур, уменьшали быстрые изменения температуры, чтобы устранить влияние термического стресса, чтобы гарантировать долгосрочную надежную работу компонентов.
Рабочая температура по емкости изоляции трансформатора
Первичная обмотка трансформатора находится под напряжением, магнитный поток, создаваемый катушкой в потоке сердечника, поскольку сам сердечник является проводником, перпендикулярным плоскости магнитных силовых линий, будет создавать наведенный потенциал в поперечном сечении сердечника образуют замкнутый контур и производят ток, известный как «вихревой ток». Этот «вихревой ток» приводит к увеличению потерь в трансформаторе и повышению температуры нагревательного трансформатора. Потери, вызванные «вихревыми токами», называются «потерями в железе». Помимо обмотки трансформатора медной проволокой, эти медные провода обладают сопротивлением, ток, протекающий через сопротивление, будет потреблять определенное количество энергии, эта часть потерь переходит в тепло и потребление, и эта потеря называется «потерей меди». Таким образом, потери в железе и меди являются основной причиной повышения температуры при работе трансформатора.
