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:

Przegląd produktów Microchip 11/2025

Przegląd produktów Microchip 11/2025

Przegląd produktów firmy Microchip zawiera wybór najnowszych rozwiązań oraz projektów referencyjnych.

czwartek, 20 listopada, 2025 Więcej

SPC-XXWR2 nowa seria komputerów panelowych Avalue Technology w obudowie ze stali nierdzewnej

SPC-XXWR2 nowa seria komputerów panelowych Avalue Technology w obudowie...

Nowej generacji seria komputerów SPC-XXWR2, wyposażona w wytrzymałą obudowę ze stali nierdzewnej, smuklejszy profil i...

czwartek, 20 listopada, 2025 Więcej

Rozwiązania czytników RFID ze wsparciem dla protokołu OSDP dla bezpiecznych aplikacji kontroli dostępu

Rozwiązania czytników RFID ze wsparciem dla protokołu OSDP dla...

Dlaczego warto wdrożyć OSDP? SIA zachęca do szerokiego przyjęcia tego standardu, który już dziś jest szeroko...

środa, 19 listopada, 2025 Więcej

Moduły Digi XBee dla Wi-SUN rewolucjonizują sposób, w jaki inteligentne miasta, przedsiębiorstwa i sieci przemysłowe łączą urządzenia z siecią IP

Moduły Digi XBee dla Wi-SUN rewolucjonizują sposób, w jaki inteligentne...

Digi XBee® to rodzina bezprzewodowych modułów komunikacyjnych przeznaczonych do rozwiązań wbudowanych. Wykorzystując...

poniedziałek, 17 listopada, 2025 Więcej

Avalue Technology wprowadza na rynek wysokiej wydajności serwer HPS-GNRU4A dla dynamicznie rozwijających się rynków sztucznej inteligencji (AI)

Avalue Technology wprowadza na rynek wysokiej wydajności serwer...

Firma Avalue Technology Inc., wiodący producent rozwiązań dla obliczeń przemysłowych, ogłosiła dostępność swojego...

poniedziałek, 17 listopada, 2025 Więcej

Poynting EPNT-7 solidna antena zaprojektowana do zadań ekstremalnych

Poynting EPNT-7 solidna antena zaprojektowana do zadań ekstremalnych

Firma Poynting zaprezentowała antenę EPNT-7, najnowszy dodatek do serii CPE. Ta solidna antena we wzmocnionej...

piątek, 14 listopada, 2025 Więcej