Oczekiwana długość życia zasilaczy

9

W Internecie znajduje się wiele artykułów na temat oczekiwanej długości przełączania zasilaczy, ale większość z nich omawiała sytuacje, w których zasilacz jest prawie w pełni obciążony. Projektuję urządzenie elektroniczne, które wymaga stanu gotowości, używam zasilacza COTS z wyjściem 24V-5A, coś takiego:

Zasilacz

Zużycie energii przez moje urządzenie jest prawie takie:

5% razy przy prawie pełnym obciążeniu.

55% czasu przy 20% pełnego obciążenia.

40% czasu czuwania (około 1% pełnego obciążenia).

Wiem, że wszystko zależy od jakości zasilacza i jego specyfikacji projektowych, ale chińscy dostawcy nie dostarczają wystarczających i wiarygodnych informacji o swoich produktach. Chociaż kupujemy je od pewnego rodzaju odpowiedzialnego dostawcy.

Czy ogólnie mogę oczekiwać 10-letniej żywotności mojego zasilacza?

Ktoś mówi, że kondensatory wejściowe (przy wysokim napięciu prądu przemiennego) lub transoptory niezależnie od zużycia obciążenia zniszczą się po kilku latach. Czy to prawda? Jeśli tak, niektóre inne systemy elektroniczne, takie jak telewizory zasilane prądem przemiennym od wielu lat, jak rozwiązały ten problem?

elektro
źródło
Tak, kondensatory wejściowe z czasem ulegają degradacji niezależnie od obciążenia. Nie, to zwykle nie jest problem przez pierwsze 10 lat.
Maszt
Jaka jest twoja temperatura otoczenia?
winny
+1, to bardzo dobre pytanie! Widziałem, jak zasilacz Murata zacytował 575 tys. Godzin MTBF, czyli około 65 lat! Zasilacz TDK RWS50 podaje MTBF na 4 170 949 godzin !!!, czyli około 500 lat. Zawierają one jednak wentylatory mechaniczne, które zwykle mają najwyżej 40 000 godzin, a najlepsze korki elektrolityczne są oceniane na 100 000 godzin w 60 ° C. Chociaż oczekiwana żywotność podwaja się z każdym spadkiem temperatury roboczej o 10 centów, wciąż nie mogę oszacować oceny 4M godzin. Jestem cały w uszach ...
Ale..chenski
1
@ MarcusMüller: Obliczenie prawdziwej wartości MTBF na podstawie referencji takich jak MIL-HDBK-217F wymaga dokładnych informacji na temat wszystkich części elektronicznych oraz dodatkowych informacji, takich jak ich dostawca i warunki otoczenia. Wiem, że wiele części elektronicznych używanych w tych urządzeniach nie ma żadnych wiarygodnych dokumentów. Na przykład spójrz na ten link: link , powiedzieli 316.2000 godzin dla MTBF (= 36 lat), wierzysz w to?
electro
1
@AliChen MTBF! = Oczekiwana długość życia. Żywotność baterii może wynosić godzinę przed rozładowaniem, ale 10 milionów godzin MTBF lub więcej jest powszechne, ponieważ baterie są bardzo niezawodne.
winny

Odpowiedzi:

7

Na podstawie wyglądu nie można określić oczekiwanego czasu życia dowolnego urządzenia.

W twoim konkretnym przypadku jest kilka rzeczy, które według mnie byłyby najbardziej prawdopodobne:

  1. wady spowodowane skokami napięcia źródła zasilania
  2. starzenie się kondensatorów
  3. półprzewodniki z powodu ciepła spowodowanego kurzem na chłodnicy

Ten pierwszy zwykle jest całkowicie poza twoimi rękami. Pytanie, jak złe musi być uszkodzenie sieci, aby usmażyć SMPS, zależy od projektu SMPS i od zwykłego szczęścia. Mimo to, z czysto stochastycznego punktu widzenia, od czasu do czasu musisz spodziewać się, że coś pójdzie nie tak (uderzenia pioruna, samochód zderzający się z masztem linii energetycznej) - ale może to być pół wieku lub pół miesiąca, w zależności od tego, znowu , na kursach całkowicie poza wpływem SMPS.

Oczywiście możesz ograniczyć efekt awarii, zapewniając wystarczającą ochronę danych wejściowych - ale jest to coś, co będzie przeznaczone tylko dla większych, znacznie droższych materiałów eksploatacyjnych niż twoje.

Następnie mamy starzenia się i prawdopodobieństwa niepowodzenia. W środowisku przemysłowym zwykle można znaleźć miarę o nazwie „MTBF”, czyli średni czas między awariami, który dokładnie to ujmuje. Liczba ta powinna być wyższa niż potrzebujesz, w scenariuszu użycia przy dużym obciążeniu. Szacowanie MTBF przy mniejszym obciążeniu nie miałoby większego sensu - a) czy mógłbyś wtedy użyć mniejszego SMPS, i b) po prostu ciężko zgadnąć, czy rzeczy będą trwać dłużej; Naprawdę nie rozumiem, dlaczego SMPS o stałej częstotliwości miałby być mniej obciążony przy obciążeniu 1% w porównaniu ze scenariuszem obciążenia 90%, iff chłodzenie jest wystarczające.

Jeśli więc potrzebujesz tej niezawodności, kup coś, co ma MTBF. Ta liczba jest dość trudna do uczciwego i kompetentnego oszacowania i tylko dużym dostawcom z dużym doświadczeniem należy ufać.

Chociaż kupujemy je od pewnego rodzaju odpowiedzialnego dostawcy.

Lol, OK, więc nie ten dostawca, ale fundamentalnie odpowiedzialny. Tak, współczynnik kosztów wyniesie> 2.

Zazwyczaj nie kupujesz takich komponentów do elektroniki użytkowej; kompromis cena / korzyść po prostu nie pozwala na:

Jeśli tak, niektóre inne systemy elektroniczne, takie jak telewizory zasilane prądem przemiennym od wielu lat, jak rozwiązały ten problem?

Ani trochę? Ok, oczywiście, jako inżynier, starasz się zbudować najlepszy SPMS, jaki możesz, z rzeczy, które ci dano. Prawidłowo wybierasz komponenty z pewnym zapasem w ich specyfikacjach, więc z tysięcy urządzeń, które zostaną zbudowane, prawdopodobieństwo awarii jest niskie. Ale jeśli po dekadzie zawiodły telewizory o wartości 400 €, nie udaje się to w terenie… nikogo to nie obchodzi. W każdym razie chodzi o górną długość życia elektroniki użytkowej. Jeśli zawiedzie po 5 latach, nawet nie wywnioskujesz złej reputacji. Jeśli zawiedzie po 2 latach, no cóż, spójrz, że te przypadki się nie kumulują, a jeśli nie, jesteś w porządku jako producent; jeśli nie powiedzie się to w ramach gwarancji, nadal taniej jest wymienić 1 na 1000 telewizorów niż zbudować 1000 telewizorów, które są o 1% droższe, ale średnio zawodzą lata później.

Na szczęście ekonomia może być po twojej stronie: chociaż każdy solidnie wykonany SMPS będzie droższy niż twój „rodzaj odpowiedzialnego” dostawcy, jeśli możesz uzyskać dostęp do materiałów eksploatacyjnych do masowo produkowanych urządzeń wyższej klasy, skorzystasz z faktu że przeprowadzono na nich rygorystyczne testy, ale masowa produkcja rozdziela ich koszty na większą liczbę urządzeń i nadal są one stosunkowo tanie.

Komentarze już wspominają TDK i Murate jako typowego SMPS OEM, ale po prostu pójdę i otworzę urządzenie, które ma podobny profil użytkowania jak ty - w twoim przypadku poszukaj uszkodzonych wysokiej klasy biurowych drukarek / kopiarek, a następnie dla nazw na zasilaczach.

Marcus Müller
źródło
„Naprawdę nie rozumiem, dlaczego SMPS o stałej częstotliwości miałby być mniej obciążony przy obciążeniu 1% w porównaniu ze scenariuszem obciążenia 90%, iff chłodzenie jest wystarczające”: Oczywiście moje chłodzenie SMPS nie jest wystarczające, oczywiście że się nagrzało więcej przy obciążeniu 90%, więc na pewno wpłynie to na żywotność elektrolitów i innych części. Jeśli chodzi o wskaźnik awaryjności, naprawdę jestem w porządku z tym 1 na 1000. Ale skąd mogę być pewien tej stawki? Dostawca SMPS jest masowym producentem i na pewno testuje swoje produkty, a my je przetestujemy, ale myślę, że nie można oszacować żywotności na podstawie tych testów.
electro
Moje pytanie dotyczy bardziej zasadniczo części SMPS, szczególnie zaślepek wejściowych, które ulegają degradacji lub zniszczeniu, gdy są podłączone do wtyczki prądu przemiennego, ale SMPS nie jest w pełni obciążony? I czy w tej sytuacji starzeją się średnio przez 10 lat?
electro
@electro, jak powiedziano, nie można powiedzieć bez wiedzy o tym, jak zaprojektowano SMPS i jakie czapki zostały wybrane. Możesz kupować za duże przewymiarowane lub bardziej przetestowane czapki - ale to, czy wydasz te pieniądze, zależy od producenta SMPS. Nie można udzielić ogólnej odpowiedzi.
Marcus Müller
Cóż, ogrzewanie zasilaczy jest zwykle znacznie wyższe przy 90% niż przy 80% i wyjątkowo wysokie przy 100%. Biorąc pod uwagę ogrzewanie, zwykle dobrze jest nie obciążać zasobów więcej niż 80% przez dłuższy czas.
jo
2

Oczekiwana długość życia nie jest tak naprawdę równa MTBF!

MTBF jest obliczany przy użyciu rozkładu funkcji prawdopodobieństwa dla elementu elektronicznego (zwykle używana jest funkcja rozkładu wykładniczego). Oczekiwana długość życia to parametr, który gwarantuje, że twoje założenie dotyczące funkcji rozkładu prawdopodobieństwa jest nadal aktualne.

Istnieje uznany standard, taki jak FIDES, który umożliwia oszacowanie urządzenia zasilacza (lub ogólnie COTS). Musisz zdefiniować profil aplikacji (temperatura otoczenia, czas włączenia i czas wyłączenia itp.).

Możesz zrobić krótką wycieczkę na stronie FIDES, aby dowiedzieć się więcej.

Tuan
źródło
0

Proste cykle temperaturowe niszczą urządzenia elektroniczne, ponieważ współczynniki rozszerzalności nie są identyczne, a ciągłe mechaniczne wyginanie i ciągła zmiana naprężeń .......... ostatecznie psuje komponenty.

Wylecz: nie wyłączaj obwodów.

Och ...... trzymaj ich w spokoju.

Jednym z powodów ołowiu w lutowiu ..... jego zgodność mechaniczna (plastyczność).

EDYCJA Rozważmy SMPS z zegarem 100 000 Hz ... 100 000 razy na sekundę występuje rozszerzalność cieplna i kurczenie się.

analogsystemsrf
źródło