전원 공급 장치의 수명


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인터넷에는 스위칭 전원 공급 장치의 예상 수명에 대한 많은 기사가 있지만 대부분 PSU가 거의 전부에 처한 상황에 대해 논의했습니다. 대기 상태가 필요한 전자 장치를 설계하고 있으며 24V-5A의 출력으로 COTS PSU를 사용하고 있습니다.

PSU

내 장치 전력 소비는 거의 다음과 같습니다.

거의 모든 부하에서 5 %의 시간.

완전 부하의 20 %에서 55 %의 시간.

대기 시간의 40 % (완전 부하의 약 1 %)

나는 모든 것이 PSU의 품질과 디자인 사양에 달려 있다는 것을 알고 있지만 중국 공급 업체는 제품에 대한 충분하고 신뢰할 수있는 정보를 제공하지 않습니다. 우리는 일종의 책임있는 공급 업체로부터 구매하고 있습니다.

일반적으로 PSU 수명을 10 년으로 예상 할 수 있습니까?

누군가는 부하 소비에 관계없이 입력 커패시터 (고 AC 전압에서) 또는 광 커플러가 몇 년 후에 파괴 될 것이라고 말합니다. 사실인가요? 그렇다면 몇 년 동안 AC 전원을 사용하는 TV와 같은 다른 전자 시스템은 어떻게이 문제를 해결 했습니까?


예, 입력 커패시터는 부하에 관계없이 시간이 지남에 따라 저하됩니다. 아니요, 일반적으로 처음 10 년 동안 문제가되지 않습니다.
돛대

주변 온도는 얼마입니까?
winny

+1, 이것은 매우 좋은 질문입니다! Murata PSU가 약 65 년인 575k 시간의 MTBF를 인용 한 것을 보았습니다. TDK RWS50 전원 공급 장치는 약 500 년인 MTBF를 4,170,949 시간으로 표시합니다. 그러나 여기에는 일반적으로 최대 4 만 시간의 기계식 팬이 포함되어 있으며 최고의 전해 캡은 60 ° C에서 100,000 시간으로 평가됩니다. 작동 온도가 10c 하락할 때마다 기대 수명이 두 배가되지만 여전히 4M 시간 정격을 파악할 수는 없습니다. 나는 모두 귀입니다.
Ale..chenski

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@ MarcusMüller : MIL-HDBK-217F와 같은 참조를 기반으로 MTBF의 실제 값을 계산하려면 모든 전자 부품에 대한 정확한 정보와 공급 업체 및 환경 조건과 같은 추가 정보가 필요합니다. 이 장치에 사용되는 많은 전자 부품에는 신뢰할 수있는 문서가 없습니다. 예를 들어 다음 링크를보십시오 : link , MTBF에 대해 316.2K 시간 (= 36 년)이라고 말했습니까?
전기

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@AliChen MTBF! = 기대 수명. 배터리는 수명이 다하기 전에 한 시간 동안 지속될 수 있지만 MTBF 또는 1000 만 시간 이상은 배터리가 매우 안정적이므로 일반적입니다.
위니

답변:


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당신의 예상 수명 말할 수 있는 외모에서 장치를.

귀하의 특정 경우에, 가장 실패 할 것으로 예상되는 몇 가지 사항이 있습니다.

  1. 전원 서지로 인한 결함
  2. 커패시터 노화
  3. 쿨러의 먼지로 인한 열로 인한 반도체

첫 번째는 일반적으로 손에서 완전히 벗어납니다. SMPS를 튀기기 위해 그리드 오작동이 얼마나 나쁜지에 대한 질문은 SMPS의 디자인과 단순한 운에 달려 있습니다. 그럼에도 불구하고 순수한 확률 론적 관점에서, 당신은 때때로 번개, 파업, 전력선 마스트에 부딪히는 모든 일이 잘못 될 것으로 예상해야합니다. SMPS의 영향에서 완전히 벗어난 확률.

물론 충분한 입력 보호를 통해 문제의 영향을 제한 할 수 있습니다. 그러나 이는 사용자보다 더 크고 훨씬 비싼 소모품에 대해서만 지정됩니다.

그런 다음 노화와 실패 확률이 있습니다. 산업 환경에서는 일반적으로 "MTBF"라는 측정 값, 즉 실패 사이의 시간을 정확하게 측정합니다. 로드 사용량이 많은 시나리오에서이 숫자는 필요한 것보다 높아야합니다. 더 가벼운 부하에서 MTBF를 추정하는 것은 그다지 의미가 없습니다. a) 더 작은 SMPS를 사용할 수 있었습니까? b) 일이 더 오래 지속 될지 추측하기가 매우 어렵습니다. 왜 고정 주파수 SMPS가 90 % 부하 시나리오에 비해 1 % 부하에서 스트레스를 덜 받는지 잘 모르겠습니다. IFF에 냉각이 적절하다.

따라서 신뢰성이 필요한 경우 MTBF와 함께 제공되는 제품을 구입하십시오. 이 수치는 정직하고 자격있는 평가를하기가 매우 어렵고, 상당한 경험이있는 대규모 공급 업체 만이이를 신뢰해야합니다.

우리는 일종의 책임있는 공급 업체로부터 구입하고 있습니다.

Lol, 좋습니다. 그 공급 업체가 아니라 근본적으로 책임있는 공급 업체입니다. 예, 2보다 큰 비용 요소가 있습니다.

일반적으로 가전 제품에는 이러한 구성 요소를 구매하지 않습니다. 가격 / 이익 트레이드 오프는 단순히 다음을 허용하지 않습니다.

그렇다면 몇 년 동안 AC 전원을 사용하는 TV와 같은 다른 전자 시스템은 어떻게이 문제를 해결 했습니까?

전혀? 물론 엔지니어로서 당신은 당신에게 주어진 것들로 최상의 SPMS를 만들려고 노력합니다. 사양에 헤드 룸이있는 구성 요소를 올바르게 선택하면 구축 될 수천 개의 장치 중 중단 확률이 낮아집니다. 그러나 10 년이 지나도 friggin의 400 € TV가 현장에서 실패한다면… 어쨌든 그것은 소비자 가전의 기대 수명의 상한에 관한 것입니다. 5 년이 지나도 실패하면 평판이 나 빠지지 않습니다. 2 년이 지나도 실패 할 경우 이러한 사례가 누적되지 않는지 살펴보고 그렇지 않은 경우 제조업체에 문제가없는 것입니다. 보증 기간 내에 실패하면 1 % 더 비싼 1000 대의 TV를 구축하는 것보다 1000 대의 TV에서 1을 교환하는 것이 여전히 저렴하지만 몇 년 후 평균적으로 실패합니다.

운 좋게도 경제학은 여기에있을 수 있습니다. 단단하게 만든 SMPS는 "책임있는"공급 업체보다 비싸지 만 대량 생산 된 고급 장치의 공급 장치에 액세스 할 수 있으면 실제로 혜택을 볼 수 있습니다 이에 대한 엄격한 테스트가 이루어졌지만 대량 생산은 더 많은 장치에 이들의 비용을 분배하지만 여전히 상대적으로 저렴합니다.

의견에는 이미 전형적인 SMPS OEM으로 TDK와 Murate가 언급되어 있지만, 사용 프로필과 유사한 장치를 사용하여 장치를 열면됩니다. 귀하의 경우 고장난 고급 사무용 프린터 / 복사기를 찾은 다음 전원 공급 장치의 이름.


"정상 주파수 SMPS가 90 % 부하 시나리오에 비해 1 % 부하에서 스트레스가 적은 이유를 알지 못합니다. 냉각이 적절한 경우": 물론 내 SMPS 냉각은 충분하지 않습니다. 90 % 부하에서 더 많으므로 반드시 전해액 캡 및 기타 부품 수명에 영향을 미칩니다. 실패율에 대해서는 1000 개당 1 개로 정말 좋습니다. 하지만 어떻게 그 비율을 확신 할 수 있습니까? SMPS 공급 업체는 대량 생산 업체이며 반드시 제품을 테스트하고 테스트 할 것입니다. 그러나 이러한 테스트를 통해 수명을 예측할 수는 없습니다.
electro

내 질문은 SMPS 부품, 특히 입력 캡에 대한 더 근본적인 질문입니다. AC 플러그를 사용하는 동안 성능이 저하되거나 파괴되지만 SMPS가 최대 부하에 있지 않습니까? 그리고이 상황에서 평균 10 년이됩니까?
전기

@electro이 말했듯이 SMPS가 어떻게 설계되었으며 어떤 캡이 선택되었는지 알지 못하면 말할 수 없습니다. 당신은 돈을 위해 큰 크기 또는 더 엄격하게 테스트 모자를 구입할 수 있습니다-그러나 당신이 돈을 지출 여부는 SMPS의 제조 업체에 달려 있습니다. 일반적인 답변은 없습니다.
Marcus Müller

전원 공급 장치의 가열은 일반적으로 80 %보다 90 %에서 훨씬 높고 100 %에서 매우 높습니다. 따라서 가열을 고려할 때 일반적으로 공급 장치에 80 % 이상의 부하를 가하지 않는 것이 좋습니다.
yo '

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기대 수명은 실제로 MTBF와 같지 않습니다!

MTBF는 전자 부품에 대한 확률 함수 분포를 사용하여 계산됩니다 (일반적으로 지수 분포 함수가 사용됨). 기대 수명은 확률 분포 함수에 대한 가정이 여전히 유효하다는 것을 보증하는 매개 변수입니다.

PSU 장치 (또는 일반적으로 COTS)의 추정을 허용하는 FIDES와 같은 표준이 확립되어 있습니다. 정의해야 할 것은 어플리케이션 프로파일 (주변 온도, ON 시간 및 OFF 시간 비율 등)입니다.

FIDES 웹 사이트를 빠르게 둘러 보면 자세한 내용을 알 수 있습니다.


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팽창 계수가 동일하지 않고 일정한 기계적 굽힘과 응력의 지속적인 변화로 인해 온도 변화가 간단 해 전자 장치가 파괴됩니다.

치료 : 회로를 끄지 마십시오.

아 .. 차갑게 해.

땜납 납의 한 가지 이유는 기계적 적합성 (연성)입니다.

편집 열팽창과 수축이 발생하는 초당 10 만 번의 100,000Hz 클록을 가진 SMPS를 고려하십시오.

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