อายุขัยของอุปกรณ์ไฟฟ้า


9

มีบทความมากมายบนอินเทอร์เน็ตเกี่ยวกับอายุขัยของการจ่ายกระแสไฟสลับ แต่ส่วนใหญ่ได้พูดคุยเกี่ยวกับสถานการณ์ที่ PSU ใกล้เต็มแล้ว ฉันกำลังออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการสถานะสแตนด์บายฉันใช้ COTS PSU กับเอาต์พุตของ 24V-5A บางอย่างเช่นนี้

มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์

การใช้พลังงานของอุปกรณ์ของฉันใกล้เคียงกับสิ่งนี้:

5% ของจำนวนครั้งที่โหลดใกล้เต็ม

55% ของเวลาที่โหลดเต็ม 20%

40% ของเวลาขณะสแตนด์บาย (ประมาณ 1% ของโหลดเต็ม)

ฉันรู้ว่าทุกอย่างขึ้นอยู่กับคุณภาพของ PSU และเป็นรายละเอียดการออกแบบ แต่ซัพพลายเออร์จีนไม่ได้ให้ข้อมูลที่เพียงพอและเชื่อถือได้เกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของตน แม้ว่าเราจะซื้อจากซัพพลายเออร์ที่รับผิดชอบ

โดยทั่วไปฉันสามารถคาดหวังชีวิต 10 ปีของ PSU ของฉันได้หรือไม่?

บางคนบอกว่าตัวเก็บประจุอินพุต (ที่แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับสูง) หรือออปโตคัปเปลอร์โดยไม่คำนึงถึงปริมาณการใช้ไฟฟ้าจะทำลายหลังจากผ่านไปหลายปี จริงป้ะ? ถ้าใช่ระบบอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ เช่นทีวีที่ใช้ไฟ ac เป็นเวลาหลายปีแล้วที่แก้ปัญหานี้ได้อย่างไร


ใช่ตัวเก็บประจุอินพุตของคุณจะลดลงเมื่อเวลาผ่านไปโดยไม่คำนึงถึงภาระ ไม่ปกตินั่นไม่ใช่ปัญหาในช่วง 10 ปีแรก
เสา

อุณหภูมิโดยรอบของคุณคืออะไร?
winny

+1, นี่เป็นคำถามที่ดีมาก! ฉันเคยเห็น Murata PSU เสนอราคา 575k ชั่วโมงของ MTBF ซึ่งมีอายุประมาณ 65 ปี! แหล่งจ่ายไฟ TDK RWS50 มี MTBF ที่ 4,170,949 ชั่วโมง !!! ประมาณ 500 ปี แต่พวกเขามีแฟน ๆ ที่เป็นกลไกซึ่งโดยปกติจะมีเวลามากที่สุด 40,000 ชั่วโมงและแคปอิเล็กโทรไลต์ที่ดีที่สุดจะถูกจัดอันดับที่ 100,000 ชั่วโมงที่ 60C แม้ว่าอายุการใช้งานจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเมื่ออุณหภูมิในการทำงานลดลง 10c ทุกครั้ง แต่ฉันก็ยังไม่สามารถคำนวณคะแนน 4M ชม. ได้ ฉันหูทั้งหมด ...
เล็กซ์ chenski

1
@ MarcusMüller: การคำนวณมูลค่าที่แท้จริงของ MTBF ตามการอ้างอิงเช่น MIL-HDBK-217F ต้องการข้อมูลที่แน่นอนเกี่ยวกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดและข้อมูลพิเศษบางอย่างเช่นซัพพลายเออร์และสภาพแวดล้อมของพวกเขา ฉันรู้ว่าชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากที่ใช้ในอุปกรณ์เหล่านี้ไม่มีเอกสารที่เชื่อถือได้ ตัวอย่างเช่นดูที่ลิงค์นี้: ลิงค์พวกเขาบอกว่า 316.2K ชม. สำหรับ MTBF (= 36 ปี) คุณเชื่อหรือไม่
ไฟฟ้า

1
@AliChen MTBF! = อายุขัย แบตเตอรี่อาจมีอายุการใช้งานหนึ่งชั่วโมงก่อนที่จะหมดสิ้น แต่ MTBF 10 ล้านชั่วโมงขึ้นไปเป็นเรื่องปกติเนื่องจากแบตเตอรี่มีความน่าเชื่อถือมาก
winny

คำตอบ:


7

คุณไม่สามารถบอกอายุการใช้งานที่คาดหวังของอุปกรณ์ใด ๆจากลักษณะของมัน

ในกรณีเฉพาะของคุณมีบางสิ่งที่ฉันคาดว่าน่าจะล้มเหลวมากที่สุด:

  1. ข้อบกพร่องเนื่องจากไฟกระชากบนแหล่งพลังงาน
  2. อายุของตัวเก็บประจุ
  3. เซมิคอนดักเตอร์เนื่องจากความร้อนเนื่องจากฝุ่นละอองบนคูลเลอร์

คนแรกหมดมือของคุณโดยปกติ คำถามที่ว่าความผิดปกติของกริดนั้นต้องทำการทอด SMPS ของคุณอย่างไรนั้นขึ้นอยู่กับการออกแบบ SMPS ของคุณและความโชคง่าย ถึงกระนั้นจากมุมมองที่บริสุทธิ์คุณต้องคาดหวังว่าจะมีอะไรผิดพลาดซักครั้ง (สายฟ้าฟาดรถชนเข้ากับเสาเสากระโดง) - แต่ในขณะที่อาจจะเป็นครึ่งศตวรรษหรือครึ่งเดือนขึ้นอยู่กับอีกครั้ง ต่อรองโดยสิ้นเชิงจากอิทธิพลของ SMPS

แน่นอนคุณสามารถ จำกัด ผลกระทบของสิ่งต่าง ๆ ที่เกิดขึ้นจากการป้องกันการป้อนข้อมูลที่เพียงพอ - แต่นั่นเป็นสิ่งที่จะได้รับการระบุสำหรับวัสดุที่มีขนาดใหญ่และมีราคาแพงกว่าของคุณ

จากนั้นเรามีอายุและความน่าจะเป็นที่ล้มเหลว ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมคุณมักจะพบมาตรการที่เรียกว่า "MTBF" ซึ่งหมายถึงเวลาระหว่างความล้มเหลว หมายเลขนั้นควรสูงกว่าที่คุณต้องการภายใต้สถานการณ์การใช้งานที่มีภาระมาก มันจะไม่สมเหตุสมผลเลยที่จะประเมิน MTBF ภายใต้ภาระที่เบากว่า - ก) คุณสามารถใช้ SMPS ที่มีขนาดเล็กกว่านั้นและ b) มันค่อนข้างยากที่จะคาดเดาว่าสิ่งต่างๆ ฉันไม่เห็นจริง ๆ ว่าเหตุใด SMPS ความถี่คงที่จะมีสิ่งใดเครียดน้อยลงในการโหลด 1% เทียบกับสถานการณ์โหลด 90% iffระบายความร้อนเพียงพอ

ดังนั้นหากคุณต้องการความน่าเชื่อถือให้ซื้อสิ่งที่มาพร้อมกับ MTBF ตัวเลขนั้นค่อนข้างยากที่จะประเมินด้วยความซื่อสัตย์และมีคุณสมบัติและมีเพียงผู้ผลิตรายใหญ่ที่มีประสบการณ์ที่สำคัญเท่านั้นที่ควรเชื่อถือได้

แม้ว่าเราจะซื้อจากซัพพลายเออร์ที่รับผิดชอบ

ฮ่า ๆ ๆ เลยไม่ใช่ซัพพลายเออร์ แต่เป็นผู้รับผิดชอบพื้นฐาน ใช่จะมีค่าใช้จ่ายเป็น> 2

คุณมักจะไม่ซื้ออุปกรณ์ดังกล่าวสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ การแลกเปลี่ยนราคา / ผลประโยชน์นั้นไม่อนุญาต:

ถ้าใช่ระบบอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ เช่นทีวีที่ใช้ไฟ ac เป็นเวลาหลายปีแล้วที่แก้ปัญหานี้ได้อย่างไร

ไม่ใช่เลย? ตกลงแน่นอนว่าในฐานะวิศวกรคุณพยายามสร้าง SPMS ที่ดีที่สุดที่คุณสามารถทำได้กับสิ่งที่มอบให้คุณ คุณเลือกส่วนประกอบของคุณอย่างถูกต้องด้วย headroom บางอย่างในสเป็คของพวกเขาเพื่อให้อุปกรณ์นับพันที่จะสร้างความน่าจะเป็นของไฟดับจะอยู่ในระดับต่ำ แต่ถ้า friggin '400 € TV ล้มเหลวในสนามหลังจากทศวรรษ ... ไม่มีใครใส่ใจ นั่นเป็นเรื่องของอายุขัยของเครื่องใช้ไฟฟ้า ถ้ามันล้มเหลวหลังจาก 5 ปีคุณไม่ได้สรุปถึงชื่อเสียงที่ไม่ดี ถ้ามันล้มเหลวหลังจาก 2 ปีดูสิว่ากรณีเหล่านี้ไม่เกิดขึ้นและถ้าไม่มีคุณก็เป็นผู้ผลิต ถ้ามันล้มเหลวในการรับประกันยังคงถูกกว่าในการแลกเปลี่ยน 1 ใน 1,000 ทีวีมากกว่าสร้าง 1,000 ทีวีที่มีราคาแพงกว่า 1% แต่ล้มเหลวหลายปีต่อมาโดยเฉลี่ย

โชคดีที่เศรษฐศาสตร์อาจอยู่เคียงข้างคุณในขณะที่ SMPS ที่ผลิตขึ้นมาอย่างแน่นหนานั้นจะมีราคาแพงกว่าซัพพลายเออร์ "ประเภทรับผิดชอบ" ของคุณหากคุณสามารถเข้าถึงเสบียงสำหรับผลิตอุปกรณ์ระดับสูงคุณจะได้รับประโยชน์จากความจริง การทดสอบที่เข้มงวดนี้ได้ทำกับสิ่งเหล่านี้ แต่การผลิตจำนวนมากกระจายค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์เหล่านี้ในอุปกรณ์อื่น ๆ อีกมากมายและพวกเขายังคงมีราคาถูก

ความคิดเห็นดังกล่าวได้กล่าวถึง TDK และ Murate ว่าเป็น SMPS OEM ทั่วไป แต่ฉันเพียงแค่เปิดและเปิดอุปกรณ์ที่มีโปรไฟล์การใช้งานเช่นเดียวกับที่คุณมีในกรณีของคุณมองหาเครื่องพิมพ์ / เครื่องถ่ายเอกสารสำนักงานระดับสูงที่ชำรุดแล้ว สำหรับชื่อบนพาวเวอร์ซัพพลาย


"ฉันไม่เห็นจริง ๆ ว่าเหตุใด SMPS ความถี่คงที่จะมีสิ่งใดเครียดน้อยลงในการโหลด 1% เทียบกับสถานการณ์โหลด 90% ถ้าการระบายความร้อนเพียงพอแล้ว": แน่นอนการระบายความร้อน SMPS ของฉันไม่เพียงพอ มากกว่าที่โหลด 90% ดังนั้นแน่นอนว่ามันจะส่งผลกระทบต่ออิเล็กโทรไลต์แคปและอายุการใช้งานส่วนอื่น ๆ เกี่ยวกับอัตราความล้มเหลวฉันก็โอเคกับ 1 ต่อ 1,000 คน แต่ฉันจะแน่ใจเกี่ยวกับอัตรานั้นได้อย่างไร ผู้จัดหา SMPS เป็นผู้ผลิตจำนวนมากและแน่นอนว่าพวกเขาทดสอบผลิตภัณฑ์ของพวกเขารวมถึงเราจะทดสอบพวกเขา แต่ฉันคิดว่าคุณไม่สามารถประเมินอายุการใช้งานโดยการทดสอบเหล่านี้
ไฟฟ้า

คำถามของฉันเป็นพื้นฐานเกี่ยวกับชิ้นส่วน SMPS โดยเฉพาะอย่างยิ่งอินพุตแคปที่ลดลงหรือทำลายในขณะที่อยู่ในปลั๊ก ac แต่ SMPS ไม่โหลดเต็มที่? และพวกเขาอายุเฉลี่ย 10 ปีในสถานการณ์นี้?
ไฟฟ้า

@electro ตามที่กล่าวมาเป็นไปไม่ได้ที่จะบอกได้โดยไม่ทราบว่า SMPS ได้รับการออกแบบอย่างไรและเลือกตัวพิมพ์ใหญ่แบบใด คุณสามารถซื้อแคปเพื่อเงินขนาดใหญ่หรือทดสอบอย่างเข้มงวดมากขึ้น - แต่ไม่ว่าคุณจะใช้จ่ายเงินนั้นหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับผู้ผลิต SMPS ไม่สามารถให้คำตอบทั่วไปได้
Marcus Müller

ความร้อนของอุปกรณ์ไฟฟ้ามักสูงกว่า 90% มากกว่า 80% และสูงมากที่ 100% ดังนั้นเมื่อพิจารณาถึงการให้ความร้อนจึงเป็นเรื่องดีที่จะไม่ให้โหลดมากกว่า 80% สำหรับการจ่ายไฟเป็นระยะเวลานาน
yo '

2

อายุขัยไม่เท่ากับ MTBF!

MTBF คำนวณโดยใช้การแจกแจงความน่าจะเป็นฟังก์ชั่นสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ (โดยปกติจะใช้ฟังก์ชั่นการแจกแจงเอ็กซ์โพเนนเชียล) อายุขัยเป็นพารามิเตอร์ที่รับประกันได้ว่าข้อสันนิษฐานของคุณเกี่ยวกับฟังก์ชันการแจกแจงความน่าจะเป็นยังคงมีอยู่

มีมาตรฐาน establised เช่น FIDES ที่ช่วยให้การประเมินอุปกรณ์ PSUs (หรือ COTS โดยทั่วไป) สิ่งที่คุณต้องกำหนดคือโปรไฟล์แอปพลิเคชันของคุณ (อุณหภูมิแวดล้อม, เวลาเปิดและอัตราส่วนเวลาปิด ฯลฯ )

คุณสามารถทำทัวร์ชมอย่างรวดเร็วบนเว็บไซต์ FIDES เพื่อทราบข้อมูลเพิ่มเติม


0

การปั่นอุณหภูมิอย่างง่าย ๆ จะทำลายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวไม่เท่ากันและการดัดแบบคงที่ทางกลและการเปลี่ยนแปลงของความเค้นคงที่ในที่สุด .......... ในที่สุดก็ทำลายส่วนประกอบ

แก้: อย่าปิดวงจร

โอ้ ...... ทำให้พวกเขาเท่ห์

เหตุผลหนึ่งที่ทำให้ตะกั่วในประสาน ..... การปฏิบัติตามกล (ความเหนียว)

แก้ไขพิจารณา SMPS ที่มีนาฬิกา 100,000 เฮิร์ตซ์ ...... 100,000 ครั้งต่อวินาทีเมื่อเกิดการขยายตัวทางความร้อนและการหดตัว

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.