溫度對通信開關(guān)電源性能和壽命的影響
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2016-09-12 16:51:03
1、 工作溫度與功率電子組件的可靠性和壽命的關(guān)系。
電源是一種電能轉(zhuǎn)換設(shè)備,在轉(zhuǎn)換過程中本身需要消耗掉一些電能,而這些電能則被轉(zhuǎn)化為熱量釋出。電子元件工作的穩(wěn)定性與老化速度是和環(huán)境溫度息息相關(guān)的。功率電子組件是由多種半導(dǎo)體材料組成的。由于開關(guān)電源功率元件工作時的損耗是由其自身發(fā)熱來散失,所以膨脹系數(shù)不同的多種材料相互聯(lián)系的熱循環(huán)會引起非常顯著的應(yīng)力,甚至有可能導(dǎo)致瞬間斷裂,使元件失效。若功率元件長期工作在異常的溫度條件下,會引發(fā)將導(dǎo)致斷裂的疲勞。由于半導(dǎo)體存在熱疲勞壽命,這就要求其應(yīng)該工作在相對穩(wěn)定和低的溫度范圍內(nèi)。
同時快速的冷熱變化會暫時的產(chǎn)生半導(dǎo)體溫度差,從而會產(chǎn)生熱應(yīng)力與熱沖擊。使元件承受熱――機(jī)械應(yīng)力,當(dāng)溫差過大時,導(dǎo)致元件的不同材料部分產(chǎn)生應(yīng)力裂紋。使元件過早失效。這也就要求功率元件應(yīng)工作在相對穩(wěn)定的工作溫度范圍內(nèi),減少溫度的急劇變化,以消除熱應(yīng)力沖擊的影響,保證元件長期可靠的工作。
2、工作溫度對變壓器的絕緣能力影響
開關(guān)電源變壓器的初級繞組通電后,線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵心流動,由于鐵心本身是導(dǎo)體,在垂直于磁力線的平面上會產(chǎn)生感應(yīng)電勢,在鐵心的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流,稱為“渦流”。這個“渦流”使變壓器的損耗增加,并使變壓器的鐵心發(fā)熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產(chǎn)生的損耗稱為“鐵損”。另外要繞制變壓器使用的銅線,這些銅導(dǎo)線存在著電阻 ,電流流過時這電阻會消耗一定的功率,這部分損耗變成熱量而消耗,稱這種損耗為“銅損”。所以鐵損和銅損是變壓器工作產(chǎn)生溫升的主要原因。
由于變壓器工作溫度升,必然造成線圈老化,當(dāng)其絕緣性能下降后,導(dǎo)致抗市電的沖擊能力減弱。這時若有雷擊或市電浪涌出現(xiàn)時,在變壓器的初級出現(xiàn)的高反壓會將變壓器擊穿,使開關(guān)電源失效,同時還有高壓串入通信主設(shè)備,組成主設(shè)備損壞的危險。
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