Es gibt viele Artikel im Internet über die Lebenserwartung von Schaltnetzteilen, aber die meisten haben über die Situationen diskutiert, in denen das Netzteil nahezu voll ausgelastet ist. Ich entwerfe ein elektronisches Gerät, das einen Standby-Zustand benötigt. Ich verwende ein COTS-Netzteil mit einem Ausgang von 24 V bis 5 A, ungefähr so:
Der Stromverbrauch meines Geräts ist fast so:
5% der Fälle bei nahezu Volllast.
55% der Zeit bei 20% der Volllast.
40% der Zeit im Standby-Modus (ca. 1% der Volllast).
Ich weiß, dass alles von der Qualität des Netzteils und seinen Designspezifikationen abhängt, aber chinesische Lieferanten liefern nicht genügend und zuverlässige Informationen über ihre Produkte. Obwohl wir sie von einer Art verantwortungsbewusstem Lieferanten kaufen.
Kann ich generell mit einer Lebensdauer meines Netzteils von 10 Jahren rechnen?
Jemand sagt, dass die Eingangskondensatoren (bei hoher Wechselspannung) oder die Optokoppler unabhängig vom Lastverbrauch nach einigen Jahren zerstört werden. Ist es wahr? Wenn ja, einige andere elektronische Systeme wie Fernseher, die seit vielen Jahren mit Wechselstrom betrieben werden, wie hat dieses Problem gelöst?
Antworten:
Sie können nicht die erwartete Lebensdauer von sagen jedem Gerät aus seinem Aussehen.
In Ihrem speziellen Fall gibt es einige Dinge, von denen ich erwarten würde, dass sie am wahrscheinlichsten scheitern:
Der erste ist normalerweise völlig außer Kontrolle. Die Frage, wie schlimm eine Netzstörung sein muss, um Ihr SMPS zu braten, hängt vom Design Ihres SMPS und einfach vom Glück ab. Aus rein stochastischer Sicht muss man dennoch damit rechnen, dass ab und zu etwas schief geht (Blitzeinschläge, Autounfall gegen den Mast der Stromleitung) - aber das kann je nach Zeit ein halbes Jahrhundert oder einen halben Monat dauern , auf Chancen völlig aus dem Einfluss des SMPS.
Natürlich können Sie die Auswirkung von Fehlern durch einen ausreichenden Eingangsschutz begrenzen - aber das ist etwas, das nur für größere, viel teurere Verbrauchsmaterialien als Ihre vorgesehen ist.
Dann haben wir Alterungs- und Ausfallwahrscheinlichkeiten. In einer industriellen Umgebung finden Sie normalerweise eine Kennzahl namens "MTBF" (mittlere Zeit zwischen Ausfällen), die genau das erfasst. Diese Zahl sollte in einem Szenario mit hoher Auslastung höher sein als erforderlich. Es wäre nicht so sinnvoll, MTBF unter geringerer Last zu schätzen - a) hätten Sie dann ein kleineres SMPS verwenden können und b) es ist einfach ziemlich schwer zu erraten, ob die Dinge länger dauern würden; Ich verstehe nicht wirklich, warum ein SMPS mit fester Frequenz bei einer Last von 1% weniger belastet sein würde als bei einem Szenario mit 90% Last, wenn die Kühlung ausreichend ist.
Wenn Sie diese Zuverlässigkeit benötigen, kaufen Sie etwas, das mit einem MTBF geliefert wird. Diese Zahl ist ziemlich schwer ehrlich und qualifiziert abzuschätzen, und nur großen Lieferanten mit bedeutender Erfahrung sollte diesbezüglich vertraut werden.
Lol, OK, also nicht dieser Lieferant, sondern ein grundsätzlich verantwortlicher. Ja, es wird einen Kostenfaktor von> 2 geben.
Normalerweise kaufen Sie solche Komponenten nicht für die Unterhaltungselektronik. Der Preis-Nutzen-Kompromiss erlaubt das einfach nicht:
Ganz und gar nicht? Ok, natürlich versuchen Sie als Ingenieur, mit den Ihnen gegebenen Dingen das bestmögliche SPMS zu erstellen. Sie wählen Ihre Komponenten korrekt mit einem gewissen Headroom in ihren Spezifikationen aus, sodass die Ausfallwahrscheinlichkeit von Tausenden von Geräten, die gebaut werden, gering ist. Aber wenn ein verdammter 400-Euro-Fernseher nach einem Jahrzehnt im Feld ausfällt ... kümmert es niemanden. Das ist sowieso die obere Lebenserwartung der Unterhaltungselektronik. Wenn es nach 5 Jahren fehlschlägt, schließen Sie nicht einmal auf einen schlechten Ruf. Wenn es nach 2 Jahren fehlschlägt, sehen Sie, dass sich diese Fälle nicht ansammeln, und wenn nicht, sind Sie als Hersteller in Ordnung. Wenn die Garantie ausfällt, ist es immer noch billiger, 1 von 1000 Fernsehgeräten auszutauschen, als 1000 Fernsehgeräte zu bauen, die 1% teurer sind, aber im Durchschnitt Jahre später ausfallen.
Glücklicherweise könnte die Wirtschaftlichkeit hier auf Ihrer Seite stehen: Während jedes solide hergestellte SMPS teurer ist als Ihr "verantwortungsbewusster" Lieferant, werden Sie davon profitieren, wenn Sie Zugang zu Verbrauchsmaterialien für massenproduzierte High-End-Geräte erhalten Diese wurden streng getestet, aber die Massenproduktion verteilt die Kosten auf mehrere Geräte, und sie sind immer noch relativ billig.
In den Kommentaren werden TDK und Murate bereits als typische SMPS-OEMs erwähnt, aber ich würde einfach ein Gerät öffnen, das ein ähnliches Nutzungsprofil wie Sie hat. Suchen Sie in Ihrem Fall nach defekten High-End-Bürodruckern / -kopierern und dann für die Namen auf den Netzteilen.
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Die Lebenserwartung ist nicht wirklich gleich MTBF!
MTBF wird unter Verwendung einer Wahrscheinlichkeitsfunktionsverteilung für elektronische Komponenten berechnet (normalerweise wird die Exponentialverteilungsfunktion verwendet). Die Lebenserwartung ist ein Parameter, der garantiert, dass Ihre Annahme über die Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion weiterhin besteht.
Es gibt einen etablierten Standard wie FIDES, der die Schätzung von Netzteilen (oder COTS im Allgemeinen) ermöglicht. Was Sie definieren müssen, ist Ihr Anwendungsprofil (Umgebungstemperatur, Einschaltzeit und Ausschaltzeitverhältnis usw.).
Sie können eine kurze Tour auf der FIDES-Website machen, um mehr zu erfahren.
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Ein einfacher Temperaturwechsel zerstört elektronische Geräte, da die Ausdehnungskoeffizienten nicht identisch sind und die konstante mechanische Biegung und die ständige Änderung der Spannungen die Komponenten schließlich brechen.
Abhilfe: Schalten Sie die Stromkreise nicht aus.
Oh ...... halte sie cool.
Ein Grund für Blei im Lot ..... seine mechanische Nachgiebigkeit (Duktilität).
BEARBEITEN Betrachten Sie ein SMPS mit 100.000 Hz Takt ........ 100.000 Mal pro Sekunde treten Wärmeausdehnung und -kontraktion auf.
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