基于關鍵器件的開關電源壽命預測.pdf

1、開關電源因其具有功耗小,功率密度大,體積小重量輕,和響應速度快等優(yōu)點被廣泛應用于家電,郵電通信,廣電技術,交通運輸,工業(yè),航空航天,軍事等領域,由于其承擔向整個系統(tǒng)供電的任務,一旦出現(xiàn)故障,在某些場合下會導致巨大經濟損失,甚至人員傷亡,因此為了避免災難性故障的發(fā)生,對開關電源進行壽命預測極具意義。
　　本文針對上述問題,為了實現(xiàn)在沒有獲得同類設備老化故障數(shù)據(jù)的情況下,對任意開關電源個體進行壽命預測,提出了基于器件的壽命預測方法,即

2、“白盒”預測模型,這種方法主要基于器件的老化機理和老化模型。
　　通過對開關電源中關鍵器件的特性和故障機理分析,發(fā)現(xiàn)對于設計良好正常使用的開關電源,其故障主要是由于元器件的老化造成,而且鋁電解電容老化速度最快最先失效,嚴重限制了整個開關電源的壽命。為了掌握鋁電解電容的老化規(guī)律,文中提出了一種新的鋁電解電容加速老化方法,可以大幅度縮短電容老化實驗時間,同時得到更多覆蓋電容整個壽命周期的老化數(shù)據(jù),通過這種方法分別對長壽命型和通用型電容

3、進行加速老化,利用老化數(shù)據(jù)建立了適用性更廣的ESR(Equivalent serial resistance)與電解液損失量的關系模型,并且提出了工作于脈沖電流下的電解電容ESR測量方法,使測量環(huán)境與電容在開關電源中的工作環(huán)境更加相似,測量結果也更有效。隨后提出了開關電源輸出電容ESR在線測量方法,最終建立了基于鋁電解電容老化的開關電源在線壽命預測模型,開關電源不用停機的情況下便可實現(xiàn)對其剩余壽命的預測。
　　本文中的壽命預測方法