電源應(yīng)用問題之應(yīng)用環(huán)境分析

本文簡(jiǎn)述開關(guān)電源常見的應(yīng)用環(huán)境，分析各種典型環(huán)境因素對(duì)電源產(chǎn)品的主要影響機(jī)理，推薦與應(yīng)用環(huán)境相匹配的金升陽電源產(chǎn)品，提升電源在不同應(yīng)用環(huán)境中的可靠性。

一、引言

隨著電子產(chǎn)品的普及，電源的應(yīng)用范圍越來越廣，從工業(yè)、民用到醫(yī)療等，這些應(yīng)用場(chǎng)景各自有著不同的特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域環(huán)境復(fù)雜，每種因素都對(duì)電源產(chǎn)品的性能和可靠性有較大影響。金升陽憑借多年深耕電源行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)開關(guān)電源典型應(yīng)用環(huán)境因素進(jìn)行分析，采用模擬測(cè)試，以及現(xiàn)場(chǎng)使用，對(duì)電源性能進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)與應(yīng)用環(huán)境相匹配的金升陽電源產(chǎn)品。

本文將對(duì)不同領(lǐng)域的應(yīng)用環(huán)境對(duì)電源產(chǎn)品的影響機(jī)理進(jìn)行分析。

二、工業(yè)領(lǐng)域

電源產(chǎn)品通常應(yīng)用的工業(yè)領(lǐng)域主要有電力、機(jī)加工、自動(dòng)化、冶金、采礦、車載等應(yīng)用場(chǎng)合，在工業(yè)領(lǐng)域我們重點(diǎn)關(guān)注的是電源產(chǎn)品的可靠性，下面具體介紹這些工業(yè)領(lǐng)域典型的應(yīng)用環(huán)境因素。

工業(yè)領(lǐng)域典型應(yīng)用環(huán)境因素

本文中提到的電源產(chǎn)品工業(yè)領(lǐng)域環(huán)境應(yīng)用僅限于簡(jiǎn)易氣候防護(hù)場(chǎng)所，這些場(chǎng)所不受太陽、風(fēng)、雨等氣候因素的直接侵襲，但是會(huì)受其間接影響。除此之外，這些環(huán)境下還會(huì)直接受到工業(yè)污染的影響。因此，工業(yè)領(lǐng)域環(huán)境中的電源產(chǎn)品面臨的主要環(huán)境因素可分為以下幾類：

典型應(yīng)用環(huán)境因素及其影響分析

1）溫度

高溫條件：使電子元器件的失效率增大、壽命降低，例如：電解電容在高溫情況下壽命會(huì)急劇減少，一般來講，在極限溫度以內(nèi)，溫度每升高10℃，壽命降低一半；

低溫條件：使材料的物理特性發(fā)生變化，例如電解電容的電解液凍結(jié)、容量下降，造成電源啟動(dòng)困難或者無法啟動(dòng)。

由于工業(yè)品的應(yīng)用地域較廣，晝夜溫差較大，溫度范圍較寬，而溫度變化會(huì)使電子器件的參數(shù)發(fā)生漂移導(dǎo)致設(shè)備不能正常工作，熱脹冷縮出現(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)不靈活或者卡死現(xiàn)象。

所以我們應(yīng)當(dāng)選用工作溫度范圍寬并且能夠承受高低溫沖擊的電源。金升陽電源產(chǎn)品在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到器件參數(shù)的溫漂特性，器件選型也充分考慮到工作溫度范圍并留出相應(yīng)的余量。

2）氣壓

氣壓與海拔高度有密切的關(guān)系。在高海拔的地區(qū)由于空氣密度降低，產(chǎn)品散熱性能將顯著下降。因此在熱設(shè)計(jì)時(shí)系統(tǒng)要留有足夠的裕量，發(fā)熱器件要有更大的降額。

隨著氣壓的降低，產(chǎn)品的電暈電壓會(huì)減小，外絕緣強(qiáng)度降低。一般情況下，電子產(chǎn)品在海拔0～5000m范圍內(nèi)，氣壓降低12％（相當(dāng)于海拔升高1000m），其絕緣強(qiáng)度降低8～13％。

所以在高海拔應(yīng)用環(huán)境下的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，要充分考慮到元器件降額、散熱，加強(qiáng)安規(guī)等。針對(duì)高海拔應(yīng)用，推薦使用金升陽滿足5000米海拔使用的電源。

3）濕度

在我國(guó)南方的夏季和全球的熱帶雨林地區(qū)，高相對(duì)濕度同時(shí)伴隨高溫的濕熱情況是經(jīng)常出現(xiàn)的。

4）凝霜

晝夜溫差大、溫度變化快或雨霧多的地區(qū)容易出現(xiàn)凝露現(xiàn)象；對(duì)于一些間歇性工作的產(chǎn)品，如果晚上關(guān)機(jī)處于冷態(tài)，早晨開機(jī)時(shí)由于環(huán)境溫濕度較高也可能產(chǎn)生凝露現(xiàn)象。凝露對(duì)產(chǎn)品的主要影響有電氣短路、絕緣強(qiáng)度下降、電化學(xué)腐蝕。

5）粉塵

粉塵可以分為吸濕性導(dǎo)電塵和導(dǎo)電粉塵。

吸濕性導(dǎo)電塵：會(huì)沉積在電源PCBA表面，在其吸潮后，會(huì)大大降低產(chǎn)品絕緣特性，腐蝕產(chǎn)品器件。

導(dǎo)電塵：它存在于大量工業(yè)領(lǐng)域環(huán)境中，其對(duì)電源產(chǎn)品的主要影響為絕緣電阻降低，引起打火、拉弧；形成短路通路，引起器件燒毀，炸機(jī)。

6）鹽霧

鹽霧腐蝕對(duì)電源產(chǎn)品長(zhǎng)期使用的可靠性會(huì)產(chǎn)生非常大的影響。沉降電路板上可能造成短路失效，所以為了防止金屬部件受到腐蝕，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工工藝都要考慮必要的防護(hù)措施。

7）腐蝕性氣體

工業(yè)領(lǐng)域環(huán)境中常有腐蝕性氣體的出現(xiàn)，腐蝕性氣體主要成分可能會(huì)有Cl2 、H2S、NO2、SO2等，它們對(duì)產(chǎn)品的影響主要是與濕度、溫度等因素綜合發(fā)生作用，可導(dǎo)致金屬腐蝕、塑料橡膠老化變形等。

金升陽針對(duì)性的給出了單面三防漆版本電源、雙面三防漆版本電源、半灌膠電源、塑封模塊電源 、灌膠模塊電源等產(chǎn)品，并針對(duì)性的加強(qiáng)電源外殼的表面處理，能夠很好的應(yīng)對(duì)高濕度、凝霜、粉塵及腐蝕性氣體的應(yīng)用環(huán)境。

8）電網(wǎng)波動(dòng)環(huán)境

電網(wǎng)電壓幅值的波動(dòng)對(duì)于用電設(shè)備有著非常大的危害。在供電較好的城市和工業(yè)區(qū)，變化范圍通常只有±15%左右，而在供電條件下較差的地區(qū)，或者電網(wǎng)存在負(fù)載變化很大設(shè)備的場(chǎng)景，如山區(qū)、公路隧道，充電樁、發(fā)電機(jī)供電等場(chǎng)合，有時(shí)甚至能夠達(dá)到20%~30%。

常規(guī)開關(guān)電源的承受電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍為15%，為264VAC，超過264VAC電源有可能會(huì)損壞，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐稍O(shè)備跳閘、著火。

針對(duì)電網(wǎng)這種難以避免的波動(dòng)情況，金升陽開發(fā)出“305全工況”系列開關(guān)電源，產(chǎn)品除了滿足一般正常環(huán)境使用條件外，還可長(zhǎng)期適用于對(duì)輸入電壓（305VAC）、工作溫濕度、海拔、電磁干擾等方面有更高要求的惡劣環(huán)境和特殊環(huán)境。

三、民用領(lǐng)域

電源產(chǎn)品應(yīng)用的民用領(lǐng)域主要有照明、家電、顯示屏、廣播等應(yīng)用場(chǎng)合，在民用領(lǐng)域除可靠性之外我們重點(diǎn)考量的還有：安全性、易安裝性、高性價(jià)比等。

民用產(chǎn)品領(lǐng)域產(chǎn)品，因會(huì)直接與人體接觸，相較于工業(yè)應(yīng)用對(duì)安全性也提出了更高的要求，例如更高的耐壓需求，電源的隔離需求，過流過壓過溫保護(hù)等需求。

四、特殊應(yīng)用領(lǐng)域

電源除了常規(guī)的工業(yè)及民用應(yīng)用領(lǐng)域以外，還有一些特殊的應(yīng)用，這些領(lǐng)域加強(qiáng)定義了某些參數(shù)指標(biāo)，例如：醫(yī)療行業(yè)，對(duì)安規(guī)距離和泄漏電流提出了更高的要求。

金升陽醫(yī)療專用電源也針對(duì)性的給出了優(yōu)化設(shè)計(jì)，滿足醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)要求。

總結(jié)

本文主要簡(jiǎn)述了開關(guān)電源在不同應(yīng)用環(huán)境中可能遇到的環(huán)境因素，以及特殊行業(yè)應(yīng)用中的特殊要求。金升陽電源以專業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，多年的產(chǎn)品及行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)性的給出了對(duì)應(yīng)的解決方案，以豐富的產(chǎn)品線應(yīng)對(duì)不用的使用需求。