Esperanza de vida de las fuentes de alimentación

7

Hay muchos artículos en Internet sobre la esperanza de vida de las fuentes de alimentación de conmutación, pero la mayoría de ellos han discutido acerca de las situaciones en que la PSU está casi a plena carga. Estoy diseñando un dispositivo electrónico que necesita un estado de espera, estoy usando una PSU COTS con una salida de 24V-5A, algo como esto:

El consumo de energía de mi dispositivo es casi así:

5% de las veces casi a plena carga.

55% del tiempo al 20% de la carga completa.

40% del tiempo en espera (aproximadamente el 1% de la carga completa).

Sé que todo depende de la calidad de la PSU y sus especificaciones de diseño, pero los proveedores chinos no proporcionan información suficiente y confiable sobre sus productos. Aunque los estamos comprando de una especie de proveedor responsable.

¿Puedo esperar generalmente 10 años de vida útil de mi PSU?

Alguien dice que los capacitores de entrada (a alto voltaje de CA) o los optoacopladores, independientemente del consumo de carga, se destruirán después de algunos años. ¿Es verdad? Si es así, algunos otros sistemas electrónicos, como televisores que funcionan con corriente alterna durante muchos años, ¿cómo resolvieron este problema?

    
pregunta electro

3 respuestas

6

No se puede distinguir el tiempo de vida esperado de cualquier dispositivo por su apariencia.

En su caso específico, hay algunas cosas que yo esperaría que serían las más probables de fallar:

  1. defectos debidos a sobretensiones en la fuente de alimentación
  2. envejecimiento de los condensadores
  3. semiconductores debido al calor debido al polvo en el enfriador

El primero está totalmente fuera de tus manos, por lo general. La pregunta de qué tan malo debe ser un mal funcionamiento de la rejilla para freír su SMPS depende del diseño de su SMPS y, sencillamente, de la suerte. Aún así, desde un punto de vista estocástico puro, debe esperar que algo salga mal de vez en cuando (rayos, coches que chocan contra el mástil de la línea eléctrica), pero eso puede ser medio siglo o medio mes, dependiendo, nuevamente. , sobre probabilidades totalmente fuera de la influencia del SMPS.

Por supuesto, puede limitar el efecto de que las cosas salgan mal con suficiente protección de entrada, pero eso es algo que solo se especificará para suministros más grandes y mucho más caros que los suyos.

Entonces, tenemos probabilidades de envejecer y fallar. En un entorno industrial, normalmente encontrará una medida llamada "MTBF", tiempo medio entre fallos, que captura exactamente eso. Ese número debe ser más alto de lo que necesita, en un escenario de uso con mucha carga. No tendría mucho sentido estimar el MTBF con una carga más liviana: a) podría haber usado un SMPS más pequeño entonces, yb) es simplemente bastante difícil de adivinar si las cosas durarían más; Realmente no veo por qué un SMPS de frecuencia fija tendría algo menos estresado en una carga del 1% frente a un escenario de carga del 90%, la refrigeración de iff es adecuada.

Entonces, si necesita esa confiabilidad, compre algo que viene con un MTBF. Ese número es bastante difícil de estimar de manera honesta y calificada, y solo se debe confiar en los grandes proveedores con experiencia significativa.

  

Aunque los estamos comprando a un tipo de proveedor responsable.

Lol, OK, entonces, no ese proveedor, sino uno que es fundamentalmente responsable. Sí, habrá un factor de costo de > 2.

Por lo general, no compra dichos componentes para productos electrónicos de consumo; la compensación de precio / beneficio simplemente no permite que:

  

Si es así, algunos otros sistemas electrónicos, como televisores que funcionan con corriente alterna durante muchos años, ¿cómo resolvió este problema?

¿En absoluto? Ok, por supuesto, como ingeniero, tratas de crear el mejor SPMS que puedas con las cosas que te dan. Usted elige correctamente sus componentes con cierto margen en sus especificaciones para que, de los miles de dispositivos que se construirán, la probabilidad de interrupción sea baja. Pero si un friggin '400 € TV falla en el campo después de una década ... a nadie le importa. Eso es sobre el final de la esperanza de vida de la electrónica de consumo de todos modos. Si falla después de 5 años, ni siquiera se infiere una mala reputación. Si falla después de 2 años, bueno, mira que estos casos no se acumulan, y si no lo hacen, estás bien como fabricante; si falla dentro de la garantía, aún es más barato intercambiar 1 de cada 1000 televisores que construir 1000 televisores que son un 1% más caros, pero en promedio fallan años después.

Afortunadamente, la economía podría estar de su lado aquí: mientras que cualquier SMPS de fabricación sólida será más costoso que su proveedor "responsable", si puede obtener acceso a suministros para dispositivos de gama alta de producción más alta, se beneficiará por el hecho de que se han realizado pruebas rigurosas en estos, pero la producción en masa distribuye el costo de estos entre más dispositivos, y aún son relativamente baratos.

Los comentarios ya mencionan a TDK y Murate como un OEM SMPS típico, pero simplemente iría y abriría un dispositivo que tiene un perfil de uso similar al que usted tiene. , y luego para los nombres en las fuentes de alimentación.

    
respondido por el Marcus Müller
1

¡La esperanza de vida no es realmente igual a MTBF!

El MTBF se calcula utilizando una distribución de función de probabilidad para el componente electrónico (generalmente se usa la función de distribución exponencial). La esperanza de vida es un parámetro que garantiza que su suposición sobre la función de distribución de probabilidad sigue en pie.

Existe un estándar establecido como FIDES que permite la estimación de dispositivos de unidades de suministro de energía (o COTS en general). Lo que necesita definir es el perfil de su aplicación (temperatura ambiente, tiempo de encendido y tiempo de apagado, etc.).

Puede hacer un recorrido rápido en el sitio web de FIDES para saber más.

    
respondido por el Tuan
0

El ciclo de temperatura simple destruye los dispositivos electrónicos, porque los coeficientes de expansión no son idénticos y la flexión mecánica constante y el cambio constante en las tensiones .......... finalmente rompe los componentes.

Cura: no apague los circuitos.

Oh ... manténgalos frescos.

Una razón para el plomo en la soldadura ... su conformidad mecánica (ductilidad).

EDITAR Considere un SMPS con reloj de 100,000Hz ........ 100,000 veces por segundo se produce la expansión y contracción térmica.

    
respondido por el analogsystemsrf

Lea otras preguntas en las etiquetas