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:

PL105xx transformatory planarne firmy iNRCORE o mocy 1 kW dla aplkacji w sektorze wojskowym, lotniczym, motoryzacyjnym i przemysłowym

PL105xx transformatory planarne firmy iNRCORE o mocy 1 kW dla aplkacji w...

Nowa seria transformatorów planarnych o mocy 1 kW, PL105xx, zaprojektowanych do pracy w najbardziej wymagających...

czwartek, 2 października, 2025 Więcej

Nieprzerwana łączność bezprzewodowa w mieście dzięki rozwiązaniom antenowym firmy Poynting

Nieprzerwana łączność bezprzewodowa w mieście dzięki rozwiązaniom...

Zaawansowane rozwiązania antenowe firmy POYNTING zostały zaprojektowane specjalnie z myślą o transporcie miejskim,...

czwartek, 2 października, 2025 Więcej

Niezawodne zasilanie awaryjne: moduły mocy IGBT zapewniają wysoką niezawodność i ekonomiczność zasilaczy UPS

Niezawodne zasilanie awaryjne: moduły mocy IGBT zapewniają wysoką...

Moduły IGBT7 i całe portfolio IGBT firmy Microchip Technology odgrywają kluczową rolę w zapewnianiu niezawodnego...

czwartek, 2 października, 2025 Więcej

RDK-1063 projekt referencyjny kompaktowego zasilacza LLC o mocy 720W dla ładowarek pojazdów elektrycznych i elektronarzędzi

RDK-1063 projekt referencyjny kompaktowego zasilacza LLC o mocy 720W dla...

Dokument RDK-1063 określa referencyjny projekt kompaktowego zasilacza rezonansowego LLC z korekcją współczynnika...

środa, 1 października, 2025 Więcej

Dokładne pomiary termiczne w ekstremalnych warunkach dzięki układowi scalonemu do kondycjonowania termopar MCP9604

Dokładne pomiary termiczne w ekstremalnych warunkach dzięki układowi...

Wprowadzenie czterokanałowego układu scalonego (IC) do kondycjonowania termopar MCP9604 ma na celu szybką integrację...

środa, 1 października, 2025 Więcej

Wysokowydajna stacja robocza HPS-GNRD4A firmy Avalue Technology, przyspiesza rozwój sztucznej inteligencji i obrazowania medycznego

Wysokowydajna stacja robocza HPS-GNRD4A firmy Avalue Technology,...

System HPS-GNRD4A firmy Avalue, zaprojektowany z myślą o potrzebach szkoleń z zakresu sztucznej inteligencji (AI),...

wtorek, 30 września, 2025 Więcej