中心議題：

• 開關電源電氣可靠性工程設計技術
• 電磁兼容性（EMC）設計技術
• 電源設備可靠性熱設計技術
• 安全性設計技術
• 三防設計技術
• 抗振性設計技術

電dian子zi產chan品pin的de質zhi量liang是shi技ji術shu性xing和he可ke靠kao性xing兩liang方fang麵mian的de綜zong合he。電dian源yuan作zuo為wei一yi個ge電dian子zi係xi統tong中zhong重zhong要yao的de部bu件jian，其qi可ke靠kao性xing決jue定ding了le整zheng個ge係xi統tong的de可ke靠kao性xing，開kai關guan電dian源yuan由you於yu體ti積ji小xiao,效率高而在各個領域得到廣泛應用,如何提高它的可靠性是電力電子技術的一個重要方麵.

1開關電源電氣可靠性工程設計技術

1.1供電方式的選擇

供電方式一般分為：集中式供電係統和分布式供電。現代電力電子係統一般采用采用分布式供電係統，以滿足高可靠性設備的要求。

1.2電路拓撲的選擇

開關電源一般采用單端正激式、單端反激式、雙管正激式、雙單端正激式、雙正激式
、推挽式、半橋
、全橋等八種拓撲。其中雙管正激式、雙正激式和半橋電路的開關管承壓僅為輸入電源電壓，60%降額時選用600V的開關管比較容易，而且不會出現單向偏磁飽和的問題
，這三種拓撲在高壓輸入電路中得到廣泛的應用。

1.3功率因數校正技術

開kai關guan電dian源yuan的de諧xie波bo電dian流liu汙wu染ran電dian網wang，幹gan擾rao了le其qi它ta共gong網wang設she備bei
，還hai可ke能neng會hui使shi采cai用yong三san相xiang四si線xian製zhi的de中zhong線xian電dian流liu過guo大da，引yin發fa事shi故gu，解jie決jue途tu徑jing之zhi一yi是shi采cai用yong具ju有you功gong率lv因yin素su校xiao正zheng技ji術shu的de開kai關guan電dian源yuan。

1.4控製策略的選擇

在中小功率的電源中，電流型PWM控製是大量采用的方法，在DC-DC變換器中輸出紋波可以控製在10mV
，優於電壓型控製的常規電源。

硬開關技術因開關損耗的限製，開關頻率一般在350kHz以下；軟(ruan)開(kai)關(guan)技(ji)術(shu)是(shi)使(shi)開(kai)關(guan)器(qi)件(jian)在(zai)零(ling)電(dian)壓(ya)或(huo)零(ling)電(dian)流(liu)狀(zhuang)態(tai)下(xia)開(kai)關(guan)，實(shi)現(xian)開(kai)關(guan)損(sun)耗(hao)為(wei)零(ling)，從(cong)而(er)可(ke)將(jiang)開(kai)關(guan)頻(pin)率(lv)提(ti)高(gao)到(dao)兆(zhao)赫(he)級(ji)水(shui)平(ping)
，此(ci)技(ji)術(shu)主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)於(yu)大(da)功(gong)率(lv)係(xi)統(tong)，小(xiao)功(gong)率(lv)係(xi)統(tong)中(zhong)較(jiao)少(shao)見(jian)。

1.5元器件的選用

因為元器件直接決定了電源的可靠性，所以元器件的選用是非常重要。元器件的失效主要集中在以下四點：製造質量問題
、器件可靠性的問題
、設計問題
、損耗問題。在使用中應對此予以足夠重視。

1.6保護電路

為使電源能在各種惡劣環境下可靠地工作，應在設計時加入多種保護電路，如防浪湧衝擊、過欠壓、過載
、短路
、過熱等保護電路。

2電磁兼容性（EMC）設計技術

開關電源多采用脈衝寬度調製（PWM）技術，脈衝波形呈矩形，其上升沿與下降沿包含大量的諧波成分，另外輸出整流管的反向恢複也會產生電磁幹擾（EMI），這是影響可靠性的不利因素，這使得係統具有電磁兼容性成為重要問題。

如圖1所示
，產生電磁幹擾有三個必要條件：幹擾源、傳輸介質、敏感接收單元，EMC設計就是破壞這三個條件中的一個。
對於開關電源而言
，主要是抑製幹擾源，幹擾源集中在開關電路與輸出整流電路。采用的技術包括濾波技術、布局與布線技術、屏蔽技術、接地技術、密封技術等技術。
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3電源設備可靠性熱設計技術

統計資料表明電子元器件溫度每升高2℃
，可靠性下降10%；溫升50℃時的壽命隻有溫升25℃時的1/6。chuledianyinglizhiwai，wendushiyingxiangshebeikekaoxingzuizhongyaodeyinsu。zhejiuxuyaozaijishushangcaiqucuoshixianzhijixiangjiyuanqijiandewensheng，zhejiushiresheji。reshejideyuanze，yishijianshaofareliang，jixuanyonggengyoudekongzhifangshihejishu，ruyixiangkongzhijishu
、同(tong)步(bu)整(zheng)流(liu)技(ji)術(shu)等(deng)技(ji)術(shu)，另(ling)外(wai)就(jiu)是(shi)選(xuan)用(yong)低(di)功(gong)耗(hao)的(de)器(qi)件(jian)
，減(jian)少(shao)發(fa)熱(re)器(qi)件(jian)的(de)數(shu)目(mu)
，加(jia)大(da)粗(cu)印(yin)製(zhi)線(xian)的(de)寬(kuan)度(du)，提(ti)高(gao)電(dian)源(yuan)的(de)效(xiao)率(lv)。二(er)是(shi)加(jia)強(qiang)散(san)熱(re)，即(ji)利(li)用(yong)傳(chuan)導(dao)
、輻射、對流技術將熱量轉移
，這包括散熱器設計
、風冷（自然對流和強迫風冷）設計、液冷（水、油）設計
、熱電致冷設計
、熱管設計等。

強迫風冷的散熱量比自然冷卻大十倍以上，但是要增加風機、風機電源、聯鎖裝置等，在設計中要根據實際情況選取散熱方式。

4安全性設計技術

對(dui)於(yu)電(dian)源(yuan)而(er)言(yan)
，安(an)全(quan)性(xing)曆(li)來(lai)被(bei)確(que)定(ding)為(wei)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)性(xing)能(neng)，不(bu)安(an)全(quan)的(de)產(chan)品(pin)不(bu)但(dan)不(bu)能(neng)完(wan)成(cheng)規(gui)定(ding)的(de)功(gong)能(neng)
，而(er)且(qie)還(hai)有(you)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)嚴(yan)重(zhong)事(shi)故(gu)
，甚(shen)至(zhi)造(zao)成(cheng)機(ji)毀(hui)人(ren)亡(wang)的(de)巨(ju)大(da)損(sun)失(shi)。為(wei)保(bao)證(zheng)產(chan)品(pin)具(ju)有(you)相(xiang)當(dang)高(gao)的(de)安(an)全(quan)性(xing)，必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)安(an)全(quan)性(xing)設(she)計(ji)。電(dian)源(yuan)產(chan)品(pin)安(an)全(quan)性(xing)設(she)計(ji)的(de)內(nei)容(rong)包(bao)括(kuo)防(fang)止(zhi)電(dian)危(wei)險(xian)
、過熱危險。

對於商用設備市場，具有代表性的安全標準有UL
、CSA、VDE等
，內容因用途而異

，容許泄漏電流在0.5～5mA之間

，我國用軍標準GJB1412規定的泄漏電流小於5mA。電源設備對地泄漏電流的大小取決於EMI濾波器的Y電容的容量，如圖二所示。從EMI濾波器角度出發Y電容的容量越大越好
，但從安全性角度出發Y電容的容量越小越好，Y電容的容量根據安全標準來決定。根據GJB151A
，50Hz設備小於0.1μF，400Hz設備小於0.02μF。若X電容器的安全性能欠佳，電網瞬態尖峰出現時可能被擊穿，它的擊穿不危及人身安全
，但會使濾波器喪失濾波功能。

5三防設計技術

三防設計是指防潮設計、防鹽霧設計和防黴菌設計。凡應用我國長江以南、沿海地區以及軍用電源均應進行三防設計。
電子設備的表麵在潮濕的海洋大氣中會吸附一層很薄的濕水層
，即水膜，但水膜達到20～30fenzicenghoushi
，jiuxingchenghuaxuefushisuobixudedianjiezhimo，zhezhongfuhanyanfendedianjiezhiduiluoludejinshubiaomianjuyouhenqiangdefushihuoxing。lingwaiwendutubian，zaikongqizhongchanshengludian，huishiyinzhixianjianjueyuandianzuxiajiang
、元器件發黴
，產生銅綠
、引腳被腐蝕斷裂等情況。

shirehuanjingweimeijundezishengtigongleyoulitiaojian。meijunyidianzishebeizhongdeyoujiwuweiyangliao，xifushuifenbingfenmiyoujisuan，pohuaijueyuan，yinfaduanlu，jiasujinshufushi。

在工程上
，可以選用耐蝕材料，再通過鍍
、塗tu或huo化hua學xue處chu理li即ji通tong過guo對dui電dian子zi設she備bei及ji零ling部bu件jian的de表biao現xian覆fu蓋gai一yi屋wu金jin屬shu或huo非fei金jin屬shu保bao護hu膜mo
，使shi之zhi與yu周zhou圍wei介jie質zhi隔ge離li，從cong而er達da到dao防fang護hu的de目mu的de。在zai結jie構gou上shang采cai用yong密mi封feng或huo半ban密mi封feng形xing式shi來lai隔ge絕jue外wai部bu不bu利li環huan境jing。對dui印yin製zhi板ban及ji組zu件jian表biao現xian塗tu覆fu專zhuan用yong三san防fang清qing漆qi可ke以yi有you效xiao避bi免mian導dao線xian之zhi間jian的de電dian暈yun、擊穿，提高電源的可靠性。變壓器應進行浸漆

，端封，以防潮氣進入引發短路事故。

sanfangshejiyudiancipingbiwangwangshimaodunde。ruguosanfangshejiyouyijiujuyoulianghaodedianqijueyuanxing，erdianqijueyuandewaikejiumeiyouhaodepingbixiaoguo
，zheliangfangmianxuzonghekaolv。zaizhengjishejizhong
，yingchongfenkaolvpingbiyujiediyaoqiu

，caiquhelidegongyi，baozhengyoudianjiechudebiaomianchangqidaotong。

6抗振性設計技術

zhendongyeshizaochengdianyuanguzhangdeyigezhongyaoyuanyin。zaizhendongshiyanzhongchangfashengtandianronghelvdianjiedianrongqiyinxianbeizhenduanqingkuang，zhexiejiuyaoqiujiagusheji。yibankeyiyongguijiaogudingtandianrong，geigaoduchaoguo25cm和直徑超過12cm的鋁電解電容器加裝固定夾，給印製板加裝肋條。

以yi上shang建jian議yi隻zhi是shi適shi用yong於yu工gong業ye品pin和he軍jun品pin電dian源yuan，對dui於yu商shang業ye級ji產chan品pin可ke以yi在zai某mou些xie方fang麵mian作zuo出chu不bu同tong的de選xuan擇ze。總zong之zhi電dian源yuan設she備bei可ke靠kao性xing的de高gao低di，不bu僅jin跟gen電dian氣qi設she計ji，而er且qie跟gen裝zhuang配pei

、工藝、結構設計
、加(jia)工(gong)質(zhi)量(liang)等(deng)各(ge)方(fang)麵(mian)有(you)關(guan)。可(ke)靠(kao)性(xing)是(shi)以(yi)設(she)計(ji)為(wei)基(ji)礎(chu)

，在(zai)實(shi)際(ji)工(gong)程(cheng)應(ying)用(yong)上(shang)
，還(hai)應(ying)通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)試(shi)驗(yan)取(qu)得(de)反(fan)饋(kui)數(shu)據(ju)來(lai)完(wan)善(shan)設(she)計(ji)，進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)電(dian)源(yuan)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。