Как влияет температура на коммуникационный импульсный источник питания
Влияние температуры на производительность и срок службы импульсных источников питания для связи
Основным компонентом импульсного источника питания связи является высокочастотный импульсный выпрямитель, который постепенно развивался и совершенствовался по мере развития теории и технологии силовой электроники, а также силовых электронных устройств. Выпрямитель, использующий технологию мягкого переключения, позволил снизить энергопотребление, снизить температуру, значительно уменьшить объем и вес, а также постоянно улучшать общее качество и надежность. Однако всякий раз, когда температура окружающей среды увеличивается на 10 градусов, срок службы основных силовых компонентов уменьшается на 50 процентов. Причина столь быстрого снижения продолжительности жизни кроется в перепадах температур. Усталостное разрушение, вызванное различными концентрациями микро- и макромеханических напряжений, ферромагнитными материалами и другими компонентами, приводит к возникновению различных типов внутренних микродефектов под постоянным действием переменных напряжений во время эксплуатации. Поэтому обеспечение эффективного отвода тепла оборудования является необходимым условием обеспечения его надежности и срока службы.
Взаимосвязь между рабочей температурой, надежностью и сроком службы компонентов силовой электроники
Источник питания — это устройство преобразования электрической энергии, которое в процессе преобразования потребляет некоторую электрическую энергию, которая затем 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. В связи с тем, что потери мощности компонентов во время работы рассеиваются за счет их собственного нагрева, термоциклирование различных материалов с разными коэффициентами расширения, которые взаимосвязаны, может вызвать значительные напряжения и даже может привести к мгновенному разрушению, приводящему к выходу компонента из строя. . Если силовой компонент будет работать в аномальных температурных условиях в течение длительного времени, это вызовет усталость, которая приведет к разрушению. Из-за термической усталости полупроводников требуется, чтобы они работали в относительно стабильном и низкотемпературном диапазоне.
В то же время быстрые изменения температуры в полупроводниках приводят к временной разнице температур в полупроводниках, что приводит к тепловому стрессу и тепловому удару. Обеспечьте компоненту устойчивость к термическому механическому напряжению, а когда разница температур слишком велика, это может привести к появлению трещин под напряжением в различных частях материала компонента. Преждевременный выход из строя компонентов. Это также требует, чтобы силовые компоненты работали в относительно стабильном диапазоне рабочих температур, уменьшая резкие перепады температуры, чтобы исключить воздействие термического стресса и обеспечить долгосрочную надежную работу компонентов.
Влияние рабочей температуры на изоляционную способность трансформаторов
После подачи питания на первичную обмотку трансформатора магнитный поток, создаваемый катушкой, течет через железный сердечник. В связи с тем, что железный сердечник сам по себе является проводником, в плоскости, перпендикулярной силовой линии магнитного поля, генерируется наведенная электродвижущая сила, образующая замкнутую цепь на поперечном сечении железного сердечника и генерирующая ток, известный как «вихревой ток». текущий". Этот «вихревой ток» увеличивает потери трансформатора и повышает температуру трансформатора из-за нагрева железного сердечника. Потери, вызванные «вихревыми токами», называются «потерями железа». Кроме того, медные провода, используемые в трансформаторах, необходимо наматывать. Эти медные провода обладают сопротивлением, которое потребляет определенное количество энергии, когда через них протекает ток. Эта потеря превращается в тепло и расходуется, что называется «потерей меди». Таким образом, потери в железе и меди являются основными причинами повышения температуры при работе трансформатора.
