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:

Avalue Technology wspiera rewolucję AIoT dla inteligentnych miast, rolnictwa i transportu

Avalue Technology wspiera rewolucję AIoT dla inteligentnych miast,...

Wraz z rozwojem świata w kierunku inteligentniejszych i bardziej połączonych środowisk miejskich, rośnie...

czwartek, 30 października, 2025 Więcej

Grandmaster TimeProvider® 4500 v3 firmy Microchip Technology stanowi naziemną alternatywę dla GNSS dla niezawodnych usług infrastruktury krytycznej

Grandmaster TimeProvider® 4500 v3 firmy Microchip Technology stanowi...

Wychodząc naprzeciw tym wymaganiom firma Microchip Technology ogłosiła premierę grandmastera TimeProvider® 4500 v3...

wtorek, 28 października, 2025 Więcej

Bezpieczne rozwiązania zapewniające zgodność z ustawą o odporności cybernetycznej (CRA)

Bezpieczne rozwiązania zapewniające zgodność z ustawą o odporności...

Ustawa o odporności cybernetycznej (CRA) to pionierskie rozporządzenie mające na celu zwiększenie bezpieczeństwa...

czwartek, 23 października, 2025 Więcej

Microchip Technology wprowadza PIC32-BZ6 wysoce zintegrowaną, jednoprocesorową platformę bezprzewodową

Microchip Technology wprowadza PIC32-BZ6 wysoce zintegrowaną,...

Firma Microchip Technology wprowadza na rynek wysoce zintegrowany mikrokontroler PIC32-BZ6, który stanowi wspólną,...

środa, 22 października, 2025 Więcej

ARCH Electronics wprowadza na rynek nowe zasilacze AC-DC serii ARF1300 o mocy 1300W i wysokiej sprawności

ARCH Electronics wprowadza na rynek nowe zasilacze AC-DC serii ARF1300 o...

Firma ARCH Electronics, globalny dostawca profesjonalnych rozwiązań zasilania, ogłosiła wprowadzenie na rynek nowych...

środa, 22 października, 2025 Więcej

Rewolucja w bezpieczeństwie urządzeń medycznych dzięki urządzeniu do wykrywania nieszczelności MTCH9010 firmy Microchip Technology

Rewolucja w bezpieczeństwie urządzeń medycznych dzięki urządzeniu do...

Układ MTCH9010 firmy Microchip Technology to nowatorskie urządzenie do wykrywania wycieków, które można zaadaptować z...

wtorek, 21 października, 2025 Więcej