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節(jié)能電子負載可靠性分析

來源:深圳市高盛試驗設備有限公司   2012年03月23日 09:18  

 

節(jié)能電子負載可靠性分析
 
1. 功率單元的大裕量設計
功率單元設計中,為了確保裝置的可靠性,采用大裕量設計,降低了關鍵功率
器件的溫升。
?? 直流主回路功率器件電流容量4倍于額定容量;
?? 交流回路功率器件電流容量5 倍于額定容量;
?? 加大了散熱器尺寸,在45度工作環(huán)境且滿載情況下,測試功開關率管與磁性元件的zui高溫度為87℃;
?? 采用銅匯流排的主回路結構設計;
?? 多風機強制風冷散熱;
 
2. 完備的保護
除選用具有足夠裕量的元器件并合理布局控制內部溫升以外,產品設計時對可
能引起大范圍失效的各種因素進行了嚴密的論證,采取了可靠的技術措施。
?? 交流和直流通過高頻變壓器實現(xiàn)電氣隔離,原副邊打耐壓滿足UL60950-1標準。
?? 交流輸出端口線(火線和零線)對機殼在4kV 電壓沖擊下工作正常
?? 交流輸出端口火線對零線施加2kV 沖擊電壓波,設備工作正常
?? 4kV (接觸和空氣放電)靜電測試,設備工作正常
?? 絕緣性能符合相關國家標準和企業(yè)標準的要求
該產品通過軟硬件技術實現(xiàn)了齊備的保護功能,從根本上杜絕了電子負載自身
故障引起電網故障和直流電源損壞的可能。
?? 電網過/欠壓,過/欠頻保護
?? 交流過電壓,交流過電流
?? 直流過電壓,直流過電流
?? 過熱保護
?? 硬件保護
?? 接觸器故障保護
 
3. 系統(tǒng)的可靠性設計
在保證功率單元具有足夠的MTBF 的基礎上,模塊化結構、熱插拔技術和完善
的系統(tǒng)監(jiān)控進一步強化了節(jié)能電子負載系統(tǒng)的可靠性指標,完夠滿足連續(xù)
生產所必需的可靠性要求。
?? 功率單元的可靠性設計
?? 功率單元各模塊運行相對獨立,任一功率模塊失效不對其它模塊造成影響
?? 分散控制技術,監(jiān)控單元故障不影響功率單元的正常運行
?? 系統(tǒng)采用模塊化冗余配置,在單個功率模塊出故障時,系統(tǒng)仍能夠正常運
?? 完善的并網保護和模塊自身保護
?? 故障自恢復功能,使功率模塊在電網或功率單元自身出現(xiàn)意外故障后,能
夠自動恢復運行
 
4. 元器件的選型
對關鍵功率器件和集成芯片均采用進口產品。主要元器件品牌見下表:
 

元器件名稱
生產廠家
電解電容
江海
IGBT
IXYS(深圳鵬源代理
MOSFET
IR
功率二極管
仙童
風扇
臺達
散熱器
深圳風鈴
DSP
TI

 
 
5. 系統(tǒng)壽命
在正常工作環(huán)境下,我公司的節(jié)能電子負載的平均*工作時間(MTBF)是5 年,使用壽命為10 年。
影響節(jié)能電子負載壽命的主要有電解電容,風扇等易損器件,其MTBF 的估算方法如下:
?? 電解電容
我公司使用的電解電容有85 度及105 度兩種,我司購買的都是105 /2000h的電解電容,具體計算見附件:
 
 
?? 風扇
我司使用的風扇是中國臺灣臺達提供的,其MTBF 在環(huán)境溫度為50 攝氏度時可達到146,421 小時。
綜合以上兩種易損器件的壽命,我們可以得出結論:
1)系統(tǒng)的MTBF>5小時。
 
1. 功率單元的大裕量設計
功率單元設計中,為了確保裝置的可靠性,采用大裕量設計,降低了關鍵功率
器件的溫升。
?? 直流主回路功率器件電流容量4倍于額定容量;
?? 交流回路功率器件電流容量5 倍于額定容量;
?? 加大了散熱器尺寸,在45度工作環(huán)境且滿載情況下,測試功開關率管與磁性元件的zui高溫度為87℃;
?? 采用銅匯流排的主回路結構設計;
?? 多風機強制風冷散熱;
 
2. 完備的保護
除選用具有足夠裕量的元器件并合理布局控制內部溫升以外,產品設計時對可
能引起大范圍失效的各種因素進行了嚴密的論證,采取了可靠的技術措施。
?? 交流和直流通過高頻變壓器實現(xiàn)電氣隔離,原副邊打耐壓滿足UL60950-1標準。
?? 交流輸出端口線(火線和零線)對機殼在4kV 電壓沖擊下工作正常
?? 交流輸出端口火線對零線施加2kV 沖擊電壓波,設備工作正常
?? 4kV (接觸和空氣放電)靜電測試,設備工作正常
?? 絕緣性能符合相關國家標準和企業(yè)標準的要求
該產品通過軟硬件技術實現(xiàn)了齊備的保護功能,從根本上杜絕了電子負載自身
故障引起電網故障和直流電源損壞的可能。
?? 電網過/欠壓,過/欠頻保護
?? 交流過電壓,交流過電流
?? 直流過電壓,直流過電流
?? 過熱保護
?? 硬件保護
?? 接觸器故障保護
 
3. 系統(tǒng)的可靠性設計
在保證功率單元具有足夠的MTBF 的基礎上,模塊化結構、熱插拔技術和完善
的系統(tǒng)監(jiān)控進一步強化了節(jié)能電子負載系統(tǒng)的可靠性指標,完夠滿足連續(xù)
生產所必需的可靠性要求。
?? 功率單元的可靠性設計
?? 功率單元各模塊運行相對獨立,任一功率模塊失效不對其它模塊造成影響
?? 分散控制技術,監(jiān)控單元故障不影響功率單元的正常運行
?? 系統(tǒng)采用模塊化冗余配置,在單個功率模塊出故障時,系統(tǒng)仍能夠正常運
?? 完善的并網保護和模塊自身保護
?? 故障自恢復功能,使功率模塊在電網或功率單元自身出現(xiàn)意外故障后,能
夠自動恢復運行
 
4. 元器件的選型
對關鍵功率器件和集成芯片均采用進口產品。主要元器件品牌見下表:
 

元器件名稱
生產廠家
電解電容
江海
IGBT
IXYS(深圳鵬源代理
MOSFET
IR
功率二極管
仙童
風扇
臺達
散熱器
深圳風鈴
DSP
TI

 
 
5. 系統(tǒng)壽命
在正常工作環(huán)境下,我公司的節(jié)能電子負載的平均*工作時間(MTBF)是5 年,使用壽命為10 年。
影響節(jié)能電子負載壽命的主要有電解電容,風扇等易損器件,其MTBF 的估算方法如下:
?? 電解電容
我公司使用的電解電容有85 度及105 度兩種,我司購買的都是105 /2000h的電解電容,具體計算見附件:
 
 
?? 風扇
我司使用的風扇是中國臺灣臺達提供的,其MTBF 在環(huán)境溫度為50 攝氏度時可達到146,421 小時。
綜合以上兩種易損器件的壽命,我們可以得出結論:
1)系統(tǒng)的MTBF>50000 小時。
2)在電解電容的使用壽命達到后,通過更換可以使系統(tǒng)的壽命超過10
 
0000
2)在電解電容的使用壽命達到后,通過更換可以使系統(tǒng)的壽命超過10

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