Dodano: wtorek, 09 lutego 2021r. Producent: XPPower

Projektowanie zasilaczy pod kątem niezawodności w zastosowaniach wysokonapięciowych

Długotrwała niezawodność i płynna praca w trudnych warunkach pracy to święty Graal projektowania zasilaczy wysokiego napięcia. W przypadku dzisiejszych kompaktowych i zminiaturyzowanych zasilaczy proces projektowania i produkcji jest jeszcze trudniejszy, wymagający rygorystycznej wiedzy i precyzji. Stawka jest wysoka, jeśli produkt końcowy nie spełnia tych wymagających standardów.

Wysokie napięcie jest jak zwierzę w klatce - nigdy nie przestaje próbować uciec.

Oswajanie i kontrolowanie tego zjawiska jest zadaniem inżyniera wysokiego napięcia lub fizyka, którzy mają do dyspozycji szereg systemów i materiałów izolacyjnych. Kluczem jest wybranie i określenie właściwych, aby uniknąć awarii i niepowodzeń w rzeczywistej pracy.

Wiemy o tym, że materiały są albo przewodnikami, albo izolatorami. Również to, że powietrze jest izolatorem. Ale błyskawica udowadnia, że powietrze nie zawsze jest izolatorem... to skomplikowane. Witamy w świecie wysokiego napięcia!

6 wad konstrukcyjnych, których nie znajdziesz w wysokiej jakości zasilaczu

Projektowanie i budowa zasilacza wysokiego napięcia, który przetrwa lata dłużej, jest wymagającą sztuką. Oto sześć pułapek, których mają unikać zasilacze dużego kalibru.

  1. 1) Źle dobrana izolacja

    Aby osiągnąć niezawodność, należy wziąć pod uwagę cykle termiczne, które mogą wystąpić w zasilaczu. Zmiany temperatury mogą uszkodzić materiały izolacyjne. Materiały te muszą być kompatybilne, mieć podobne współczynniki rozszerzalności cieplnej i odporność na naprężenia mechaniczne.

  2. 2) Zwykłe traktowanie izolacji

    Słaba przyczepność, kruchość spowodowana starzeniem się w wyniku utraty plastyfikatorów, nadmierne wahania temperatury, ekspozycja na promieniowanie UV, koronę, ozon, oleje mineralne oraz agresywne środki czyszczące i rozpuszczalniki PWB mogą prowadzić do przedwczesnej awarii z powodu uszkodzenia izolacji. Uszkodzenie może nastąpić podczas produkcji lub późniejszej eksploatacji.

  3. 3) Prądy upływu

    Połączenie właściwości materiału, czynników środowiskowych i projektu produktu może powodować nieplanowane skutki uboczne. Prądy upływowe mogą z czasem wzrosnąć: ostatecznie może to spowodować twardy łuk i katastrofalną awarię. Nadmierne prądy upływowe mogą powodować błędy w obwodach sprzężenia zwrotnego o wysokiej impedancji, powodując dryft napięcia i problemy ze stabilnością w czasie i przy zmianach temperatury.

  4. 4) Absorpcja wilgoci

    Podłoża FR4 PWB mogą być szczególnie wrażliwe na zanieczyszczenia i wchłoniętą wilgoć, co obniża temperaturę zeszklenia (Tg) FR4. Może to spowodować, że zespół będzie podatny na uszkodzenia w dynamicznych warunkach termicznych.

  5. 5) Błędy procesu produkcyjnego

    Zanieczyszczenia, nieprawidłowe wypełniacze lub niepełne utwardzenie w systemach hermetyzacji mogą powodować nadmiernie wysokie prądy upływowe, które są nieliniowe i zmienne w czasie i temperaturze, potencjalnie destabilizując system wysokiego napięcia. Obwody wysokiego napięcia są szczególnie podatne na migrację elektrochemiczną.

  6. 6) Tworzenie włókien i dendrytów

    Wilgoć może prowadzić do korozji jonowej, tworząc przewodzące włókna. Wzrost dendrytu może nastąpić z powodu redystrybucji jonów metali. Naprężenia wysokonapięciowe przyspieszają te procesy elektrochemiczne (chociaż wibrysy mogą tworzyć się bez obecności pola elektromagnetycznego). Mikrostruktury krystaliczne powstałe w wyniku migracji jonów tworzą bardzo wysokie gradienty napięcia i natężenia pola elektrycznego, co może prowadzić do przedwczesnego przebicia między węzłami napięcia.

Podsumowując powyższe, aby zapewnić niezawodną, długotrwałą wydajność w krytycznych zastosowaniach, należy upewnić się, że zasilacze wysokiego napięcia są zaprojektowane i zbudowane z myślą o płynnej i niezawodnej pracy nawet w trudnych warunkach.

Właściwy projekt i kontrola produkcji zasilaczy wysokiego napięcia mają kluczowe znaczenie, a dla trwałości i stałej wydajności muszą one przekraczać udokumentowane standardy branżowe.

Krytyczny charakter urządzeń zasilających wymaga wysokiej jakości, niezawodnych i bezpiecznych produktów. XP Power konsekwentne dostarcza produkty spełniające te rygorystyczne kryteria. Fabryki XP Power posiadają certyfikat medycznego systemu jakości produkcji ISO13485, a wszystkie produkty projektowane są zgodnie z rygorystycznymi normami, a także przechodzą szeroko zakrojone testy. XP Power stosuje DFMEA (analiza skutków awarii projektu), PFMEA (analiza skutków awarii procesu) i ISO14971 (zarządzanie ryzykiem dla wyrobów medycznych), aby zapewnić, że produkty są tak niezawodne i bezpieczne, jak do tylko możliwe.

Prawa autorskie: XP Power, Tłumaczenie: Gamma Sp. z o.o.

Pozostałe aktualności:

Profil TSN dla lotnictwa i kosmonautyki: Konwergencja danych w czasie rzeczywistym i sieci sterowania w kosmosie

Profil TSN dla lotnictwa i kosmonautyki: Konwergencja danych w czasie...

Nowe procesory PIC64-HPSC firmy Microchip reprezentują kolejną generację wysokowydajnych komputerów kosmicznych,...

wtorek, 26 sierpnia, 2025 Więcej

Komputery panelowe APC-WR6 z systemem Android usprawniają działanie aplikacji samoobsługowych

Komputery panelowe APC-WR6 z systemem Android usprawniają działanie...

Seria APC-WR6 charakteryzuje się elegancką, całkowicie białą obudową z ultracienką ramką, która zapewnia ekskluzywny...

poniedziałek, 25 sierpnia, 2025 Więcej

Power Integrations wprowadza na rynek zestaw referencyjny RDK-85SLR dla pojazdów zasilanych energią słoneczną

Power Integrations wprowadza na rynek zestaw referencyjny RDK-85SLR dla...

Zestaw RDK-85SLR zawiera układ scalony PI™ InnoSwitch™3-AQ, który wykorzystuje technologię przełączania azotku galu...

piątek, 22 sierpnia, 2025 Więcej

Nowa rodzina buforów zegarowych SKY53510/80/40 została zaprojektowana specjalnie dla centrów danych, sieci bezprzewodowych i aplikacji PCIe Gen 7

Nowa rodzina buforów zegarowych SKY53510/80/40 została zaprojektowana...

Rodzina SKY53510/80/40 oferuje skalowalne rozwiązanie bufora zegara o niskim jitterze, które upraszcza projektowanie...

czwartek, 21 sierpnia, 2025 Więcej

Gamma na TEK.day 2025 w Gdańsku

Gamma na TEK.day 2025 w Gdańsku

TEK.day to jednodniowe wydarzenie, dedykowane dla osób profesjonalnie związanych z projektowaniem i produkcją...

środa, 20 sierpnia, 2025 Więcej

Adaptec® SmartRAID 4300 NVMe® RAID wydajne rozwiązanie Software-Defined Storage (SDS) firmy Microchip Technology dla wdrożeń NVMe

Adaptec® SmartRAID 4300 NVMe® RAID wydajne rozwiązanie Software-Defined...

Firma Microchip Technology wprowadziła na rynek serię akceleratorów pamięci masowej Adaptec® SmartRAID 4300 NVMe®...

poniedziałek, 11 sierpnia, 2025 Więcej