惡劣環境下選擇什么樣的電源才是高可靠性的

其他|other else|

2022-09-06 17:55:45 5

TDK-Lambda的電源常使用于工業應用中，并經常面對惡劣環境，如灰塵，污垢和凝露環境等。

過量的污垢會導致電源很快產生故障，電源的最終客戶由于生產中斷，經常要求進行故障分析。我還看到過從郵政分揀應用中返修的電源，全部覆蓋著煤塵，木屑，甚至還有大量的金屬碎屑。

圖1：返修電源

決定一款電源是否適合某個應用的一個方法是參考污染等級(PD)級別（表1）。相關信息可以在安規認證報告中找到，如IEC 60601-1, IEC 62368-1 和 IEC 61010-1。

污染等級 1	污染等級 2	污染等級 3	污染等級 4
無污染或僅有干燥的非導電性的污染	一般情況僅有非導電性污染，但必須考慮到偶然由于凝露造成短暫的導電性	有導電性污染，或由于預期的凝露使干燥的非導電性污染變為導電性的	造成持久性的導電性污染，例如由于導電塵埃或雨雪所造成的污染
密封外殼或半導體晶圓廠潔凈室	辦公室環境，實驗室和測試設備	工業和農業應用，食品加工或鍋爐房	戶外設備

表 1：污染等級類別的分類和實例

設計人員面對的一個問題是當其找到一款合適的污染等級為PD-3的電源。為了達到這個等級，需要額外增加PCB上銅線間的間距和器件間的距離。這樣的話將增加產品的尺寸并提高產品的價格，從而使其與主流產品沒有競爭力，并減少市場上可用產品的數量。由于終端系統可能不要求該污染等級，設計人員通常選擇污染等級為PD-2的電源。有幾種方法可維持產品的可靠性，如下所述。

印刷電路板涂層（三防漆）可以提供保護，防止導電污染和偶發的冷凝。例如，食品加工行業通常為電源指定電源板涂層。客戶主要關心的是使用哪種類型的涂層，如何將其應用于電路板以及之后如何對其進行檢查。用刷子手動涂上三防漆更容易出現可重復性問題。電容器防爆槽和連接器需要進行遮擋。磁性元件的性能也可能會受影響，因為涂層在固化期間會改變磁芯性能。幸運的是，一些制造商將帶有涂層的電源作為標準或選項提供，例如TDK-Lambda HWS/HD系列AC-DC電源（圖2）。

圖 2: TDK-Lambda HWS系列AC-DC 電源

對流或傳導冷卻電源不需要通過內部風扇或系統供風強制風冷即可運行。任何內部熱損耗都可以自然散熱或傳導到系統外殼或冷卻板。使用這種類型的設計可減少產品暴露在被吸入電源，并且隨著時間的推移不斷累積的空氣污染物中，從而導致故障。TDK-Lambda CUS-M系列有多種型號，可用于不同功率等級。

外殼密封是傳導冷卻電源的另一種選擇。PFH500F AC-DC電源模塊（圖3）常用于戶外設備，如LED顯示屏。當使用此類型的產品，請確保足夠大的外殼尺寸，使自然對流氣流可在內部循環。

圖3: PFH500 AC-DC 傳導冷卻電源模塊

同帶有高速風扇或多個風扇的電源相比，內置低速或變速風扇的電源由于通過產品的空氣更少，也可以更少的吸入污垢或灰塵。QM模塊化系列電源具有低氣流，可變速風扇。這將最大限度的減小噪聲水平，也可以減少污垢的進入！圖4。

圖 4: 低風速QM 系列 AC-DC 模塊化電源

確保電源將其熱空氣排出系統外殼。電源制造商可能提供“反向氣流”選項。這可能涉及溫度的額外降額，因此請仔細閱讀用戶手冊。利用系統外殼中的擋板可以引導含有灰塵的氣流遠離電源。

機架式安裝電源（如Genesys+可編程電源）帶有可選的卡扣式灰塵過濾網。

圖5: Genesys+ 可編程電源并可選過濾網(下圖)

可在定期維護期間進行更換。令人驚訝的是，許多制造商將低功率電源視為一次性產品，特別是被使用在惡劣的溫度環境下時。在高溫下，像電解電容等器件的壽命會大大降低--溫度每升高10°C，電解電容的壽命就縮短一半。考慮到服務成本，這可能是一個最具性價比的選擇。

免責聲明：本文轉載自“TDK Lambda”，本文僅代表作者個人觀點，不代表薩科微及行業觀點，只為轉載與分享，支持保護知識產權，轉載請注明原出處及作者，如有侵權請聯系我們刪除。

下一篇：: 基于RP2040的紅外遙控器

惡劣環境下選擇什么樣的電源才是高可靠性的

客服QQ2635709730

客服QQ
2635709730