Existem muitos artigos na internet sobre a expectativa de vida útil de fontes de alimentação comutadas, mas a maioria discutiu sobre as situações em que a PSU está quase a plena carga. Estou projetando um dispositivo eletrônico que precisa de um estado de espera, estou usando uma fonte de alimentação COTS com uma saída de 24V-5A, algo como isto:
O consumo de energia do meu dispositivo é quase assim:
5% das vezes em quase carga máxima.
55% do tempo a 20% da carga total.
40% do tempo em espera (cerca de 1% da carga total).
Sei que tudo depende da qualidade da fonte de alimentação e das especificações do projeto, mas os fornecedores chineses não fornecem informações suficientes e confiáveis sobre seus produtos. Embora os compremos de um tipo de fornecedor responsável.
Em geral, posso esperar 10 anos de vida da minha fonte de alimentação?
Alguém diz que os capacitores de entrada (em alta tensão CA) ou os acopladores ópticos, independentemente do consumo de carga, serão destruídos após alguns anos. É verdade? Se sim, alguns outros sistemas eletrônicos, como TVs que estão em corrente alternada por muitos anos, como resolveram esse problema?
Respostas:
Você não pode distinguir o tempo de vida esperado de qualquer dispositivo pela aparência.
No seu caso específico, há algumas coisas que eu esperaria que tivessem mais probabilidade de falhar:
O primeiro está totalmente fora de suas mãos, geralmente. A questão de quão ruim deve ser o mau funcionamento da grade para fritar o seu SMPS depende do design do seu SMPS e, por simples sorte. Ainda assim, de um ponto de vista estocástico, você deve esperar que algo dê errado de vez em quando (relâmpagos, carro colidindo com o mastro da linha de força) - mas isso pode demorar meio século ou meio mês, dependendo novamente , em desacordo totalmente fora da influência do SMPS.
Obviamente, você pode limitar o efeito de algo dar errado com proteção suficiente de entrada - mas isso é algo que só será especificado para suprimentos maiores e muito mais caros que o seu.
Então, temos probabilidades de envelhecimento e falha. Em um ambiente industrial, você geralmente encontrará uma medida chamada "MTBF", tempo médio entre falhas, que captura exatamente isso. Esse número deve ser maior do que o necessário, em um cenário de uso de carga pesada. Não faria muito sentido estimar o MTBF sob uma carga menor - a) você poderia ter usado um SMPS menor e eb) é muito difícil adivinhar se as coisas durariam mais; Realmente não vejo por que um SMPS de frequência fixa teria menos estresse em uma carga de 1% versus um cenário de carga de 90%, se o resfriamento é adequado.
Portanto, se você precisar dessa confiabilidade, compre algo que vem com um MTBF. É difícil estimar esse número com honestidade e qualidade, e somente grandes fornecedores com experiência significativa devem confiar nisso.
Lol, OK, então, não esse fornecedor, mas fundamentalmente responsável. Sim, haverá um fator de custo> 2.
Você geralmente não compra esses componentes para eletrônicos de consumo; a relação preço / benefício simplesmente não permite que:
De modo nenhum? Ok, é claro, como engenheiro, você tenta criar o melhor SPMS possível com as coisas que lhe foram dadas. Você escolhe corretamente seus componentes com algum espaço livre em suas especificações, para que, dos milhares de dispositivos que serão construídos, a probabilidade de interrupção seja baixa. Mas se uma maldita TV de 400 € falhar no campo depois de uma década ... ninguém se importa. É sobre a expectativa de vida útil mais alta dos produtos eletrônicos de consumo. Se falhar após 5 anos, você nem infere uma má reputação. Se falhar após 2 anos, bem, observe que esses casos não se acumulam e, se não, você está bem como fabricante; se falhar na garantia, ainda é mais barato trocar 1 em 1000 TVs do que construir 1000 TVs que são 1% mais caras, mas que falham anos depois, em média.
Felizmente, a economia pode estar do seu lado aqui: enquanto qualquer SMPS fabricado de maneira sólida será mais caro que o seu "tipo de fornecedor responsável", se você puder obter acesso a suprimentos para dispositivos de ponta produzidos em massa, você se beneficiará do fato que testes rigorosos foram feitos sobre eles, mas a produção em massa distribui o custo desses entre mais dispositivos, e eles ainda são relativamente baratos.
Os comentários já mencionam TDK e Murate como OEM SMPS típico, mas eu simplesmente abriria um dispositivo com um perfil de uso semelhante ao seu - no seu caso, procure por impressoras / copiadoras de escritório de última geração quebradas e, em seguida, para os nomes nas fontes de alimentação.
fonte
A expectativa de vida não é realmente igual ao MTBF!
O MTBF é calculado usando uma distribuição de função de probabilidade para componente eletrônico (geralmente a função de distribuição exponencial é usada). Expectativa de vida é um parâmetro que garante que sua suposição sobre a função de distribuição de probabilidade ainda se mantém.
Existe um padrão estabelecido, como o FIDES, que permite estimar o dispositivo PSUs (ou COTS em geral). O que você precisa definir é o perfil do seu aplicativo (temperatura ambiente, tempo de ON e relação de tempo de OFF, etc.).
Você pode fazer um tour rápido no site da FIDES para saber mais.
fonte
O ciclo simples de temperatura destrói dispositivos eletrônicos, porque os coeficientes de expansão não são idênticos e a constante flexão mecânica e a constante mudança nas tensões .......... eventualmente quebram os componentes.
Cura: não desligue os circuitos.
Oh ... mantenha a calma.
Uma razão para o chumbo na solda ... sua conformidade mecânica (ductilidade).
EDITAR Considere um SMPS com relógio de 100.000Hz ........ 100.000 vezes por segundo, a expansão e contração térmicas ocorrem.
fonte