розрахунковий

Важливою умовою придбання джерела живлення є тривалість його життя. У статті на цьому тижні ми розглядаємо, що означає проектний ресурс джерела живлення, особливо стосовно електролітичних конденсаторів як ключових компонентів.

Дизайн життя

Під проектною тривалістю розуміється проміжок часу, протягом якого джерело живлення, працюючи в умовах, зазначених у технічному паспорті, забезпечить задані параметри. На конструкційний термін може впливати ряд компонентів, однак (за винятком помилок розміру) вузьке місце представляють електролітичні конденсатори. Як результат, багато виробників роблять джерела живлення доступними проектний ресурс його електролітичних конденсаторів як функція температури навколишнього середовища, яка однакова для джерел живлення ймовірна тривалість життя.

Важливо це виділити термін експлуатації не такий, як надійність (MTBF), немає прямої кореляції між двома величинами. Можна розробити як довговічний, але низько надійний продукт, так і надійний, але недовговічний продукт.

Надійність буде розглянута в окремій статті.

Електролітичні конденсатори

Перш ніж продовжити, скажемо кілька слів про тривалість життя електролітичних конденсаторів, не претендуючи на вичерпність. Кожен електролітичний конденсатор має максимально допустимий проектний ресурс температура поверхні виробників. Типове значення при 105 ° C становить 5000 годин, що означає лише 0,57 року, тобто менше 7 місяців, 24 години на добу, 7 днів на тиждень! Відповідно до рівняння Арреніуса, будь-яке зниження температури на 10 ° C подвоює тривалість життя електролітичного конденсатора, тому тривалість життя конденсатора, щойно згаданого при 65 ° C, становить уже 9,13 років.

Наступна крива ілюструє тривалість життя конденсатора як функцію різних температур поверхні.

Електролітичний конденсатор вважається наприкінці терміну його служби, коли його ємність опускається нижче 80% від номінальної величини. Це не обов'язково означає, що джерело живлення більше не буде функціонувати, але параметри, зазначені в технічному паспорті, більше не можуть бути гарантованими, що може навіть призвести до відмови споживача, що постачається джерелом живлення.

Впливають фактори

На температуру електролітичних конденсаторів впливають такі фактори:

  1. середньоквадратичне значення змінного струму, що протікає через конденсатор
  2. частота змінного струму, що протікає через конденсатор
  3. послідовний опір конденсатора на заданій частоті
  4. розташування нагрівальних компонентів всередині джерела живлення
  5. зовнішня температура
  6. орієнтація кріплення блоку живлення, що впливає на потік повітря через блок живлення
  7. величина вихідного навантаження

Перші п’ять параметрів не впливають на користувача, і їх вплив на тривалість життя джерела живлення повністю залежить від розвитку. Також можна помітити, що установка довговічного конденсатора не обов'язково призводить до тривалої тривалості життя блоку живлення, а тривалість життя двох джерел живлення, оснащених одним і тим же типом конденсатора, не обов'язково буде однаковою.

У багатьох випадках на зовнішню температуру можна і потрібно впливати. При однаковому навантаженні тривалість життя джерела живлення зменшується вдвічі з кожним підвищенням температури навколишнього середовища на 10 ° C. Неважко зрозуміти, що варто забезпечити належне охолодження джерела живлення, якщо це дозволяє програма.

Орієнтація електромережі повністю залежить від користувача, і особливу увагу слід звернути на її вплив на термін служби джерела живлення. Ми вже розглядали основні фізичні процеси в попередній статті.

Величина навантаження також залежить від користувача, оскільки, наприклад, для програми потужністю 100 Вт можна вибрати блок живлення потужністю 100 Вт або навіть 150 Вт. У першому випадку мова йде про 100% навантаження, тоді як у другому випадку мова йде про лише 67% навантаження. Якщо обидва джерела живлення мають однаковий проектний ресурс при 100% навантаженні, очевидно, що блок живлення потужністю 150 Вт матиме більшу тривалість життя при навантаженні 100 Вт.

Значення дизайнерського життя

Для медичних та промислових застосувань, коли проектний термін експлуатації обладнання становить щонайменше 10 років, проектний ресурс джерела живлення є фактором, який необхідно враховувати. Однак менше відомо, що проектний термін має першочергове значення і для житлових приміщень.

Припустимо, ми обираємо джерело живлення для світлодіодного освітлення вітальні без особливої ​​уваги, яке на перший погляд здається недорогим. Ми встановлюємо цей блок живлення за гіпсокартонною стіною, вірячи, що нам більше не потрібно його торкатися. Однак через 5 років світлодіодні стрічки раптово темніють, тому нам доводиться розкладати стіну, щоб отримати доступ до джерела живлення. Порівняно з вартістю демонтажу гіпсокартонної стіни, ми могли придбати блок живлення з незначною додатковою вартістю, який має проектний термін експлуатації 10 років за тих самих умов. Видно, що запланований термін служби також є важливим параметром у житлових приміщеннях.

Приклад таблиці даних

Вибір типу установки, температури навколишнього середовища та навантажень, для яких визначається тривалість життя, залежить від кожного виробника. Як приклад, розглянемо джерело живлення TDK-Lambda RWS100B-12 12V 100W, паспорт даних про надійність якого можна отримати, натиснувши тут. Починаючи зі сторінки 8, ми можемо побачити тривалість життя для різних методів монтажу як функцію температури навколишнього середовища, навантаження та вхідної напруги. На малюнку нижче показано ці значення для монтажу типу “A”.

У нашій наступній статті ми покажемо призначення електролітичних конденсаторів у джерелах живлення та вплив зменшення ємності електролітичного конденсатора на роботу джерел живлення.