電源是所有電器中都必須具備的重要部分,在電子設備行業(yè)中,人們把電源模塊比喻為電子設備和電子系統(tǒng)的“心臟”,而且電源也是電器系統(tǒng)中承載功率最大的環(huán)節(jié)。

  電源分析

  近年來電源設備日趨復雜,元器件的品種和數量增加很快,使用環(huán)境也變得惡劣多樣,而所服務的電子系統(tǒng)又越來越重要和昂貴,特別是軍用裝備,尤其是航空、航天上的元器件及系統(tǒng)可靠性的要求就更高了。

  電器系統(tǒng)中的電源其任務就是為電器系統(tǒng)中的各種電路提供電能,由于電路的類型各自功能有別,因此對電源按照供給方式的不同,可以分為:UPS電源、EPS電源、穩(wěn)壓電源、變頻電源、凈化電源 、特種電源、發(fā)電機組、開關電源(AC/DC) 、逆變電源(DC/AC)、模塊電源(DC/DC)以及其他電源等。

  在電源中有哪些應用?

  電源的溫度控制,是提高電源模塊及系統(tǒng)可靠性及使用壽命的重要途徑。在電源的設計和應用中,選擇合適的元器件,即減少電路損耗,提高模塊轉換效率,與選擇合理的冷卻方式是保證電源可靠穩(wěn)定工作的關鍵技術,將二者有機結合,會使得電源具有對環(huán)境適應性更強、壽命長、成本低、維護方便等技術優(yōu)勢。

熱像儀助力電源穩(wěn)定性設計

  能提供清晰的電源電路及其整個電源系統(tǒng)溫度場分布的圖像和準確的溫度測量。

  1)電子元器件

  電源是一種電能轉換設備,在轉換過程中本身需要消耗掉一些電能,而這些電能則被轉化為熱量釋出。電子元件工作的與老化速度是和環(huán)境溫度息息相關的。每當環(huán)境溫度升高10℃時,主要功率元件的壽命減少50%,這就要求電子元器件應該工作在相對穩(wěn)定和較低的溫度范圍內。

熱像儀助力電源穩(wěn)定性設計

  可以提供給工程師電路中各元器件的工作時發(fā)熱情況熱圖,幫助工程師分析元器件對整個電源電路溫度的影響,同時也能夠幫助工程師選擇合適負載能力的轉換模塊。

  2)變壓器

  變壓器是電源工作得主要部件,其發(fā)熱溫度有限制的,目前國內的3C 認證將變壓器溫度限制在120℃內,歐洲UL認證將變壓器溫度限制在115℃內。電源的主要發(fā)熱源也是變壓為器,而鐵芯損耗和銅線損耗變壓器工作產生溫升的主要原因。 另外,由于變壓器工作溫度升高,必然造成鐵芯負載減弱,和線圈老化,當其絕緣性能下降后,導致抗市電的沖擊能力減弱。這時若有雷擊或市電浪涌出現(xiàn)時,在變壓器的初級出現(xiàn)的高反壓會將變壓器擊穿,使電源失效,同時還有高壓串入主設備,造成主設備損壞的危險。

熱像儀助力電源穩(wěn)定性設計

  熱像儀可以通過迅速、簡便的操作,提供準確的變壓器溫度。

  3)電路熱分布

熱像儀助力電源穩(wěn)定性設計

  同一塊電路板的器件應盡可能的按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列,采用合理的器件排列方式,可以有效的降低印制電路的溫升,從而使器件及設備的故障率明顯下降。

  熱像儀可以通過提供的紅外熱圖,幫助工程師分析出整塊線路板的溫度分布,完善工程師的設計和應用。

4)電源冷卻

  電源冷卻技術是滿足行業(yè)各項技術性能要求的基本手段。目前各個電源模塊常用的冷卻方式有自然冷卻、純風扇冷卻、自然冷卻和風扇冷卻相結合三種。

熱像儀助力電源穩(wěn)定性設計

  電源產品中有很大的一個變壓器,還有些大的電容,這些都是大熱源,這些熱源可能會給您的產品內部一些其它電路及其元器件的、使用壽命都會帶來很大影響。利用紅外熱像儀,可以非常直接的測量出三種情況下的發(fā)熱和散熱情況,工程師改善設計,在實際應用使用合理的冷卻手段,提高電源的可靠,減少設備的故障率。

  5) 工藝改進

  電源設備在加工時,容易在接頭處以及壓線處出現(xiàn)工藝問題,利用熱象儀可以較為簡便、直觀、安全地發(fā)現(xiàn)故障點,幫助生產人員、質檢人員更好的發(fā)現(xiàn)并解決問題,提高產品質量。

熱像儀助力電源穩(wěn)定性設計

  熱像儀在電源企業(yè)的應用部門,除研發(fā)部門,還主要有:品管部門、售后服務部及設備維護等部門。

  紅外熱像儀的獨特應用

  1、現(xiàn)有的溫度分析工具

熱像儀助力電源穩(wěn)定性設計

  對于電源在研發(fā)和應用中,由于其特殊性,許多工程師都會抱怨現(xiàn)有的手段難以支持他們進行一個細致而全面的溫度場描繪,同時操作不方便、而且可能改變原溫度場分布,如:目前在電源開發(fā)和應用中,溫度分析的工具是數據采集器,但使用數據采集器可能會遇到如下問題:電路板斷電,貼片熱電偶不夠多,操作不方便,反應時間較慢(30秒至1分鐘),使用數據采集器還將改變所測器件的散熱狀況,同時也無法分析整個電源的溫度場分布及散熱分析等。

  2、熱像儀溫度分析優(yōu)點

  紅外熱像儀和數據采集器、紅外點溫儀相比較,有自身的優(yōu)點:

  a)通過紅外線熱像儀檢測目標電路時,不需要斷電,操作方便,同時非接觸測量使原有的溫度場不受干擾;

  b)反應速度較快,小于1毫秒;

  c)利用配套的紅外分析軟件,用戶可以不需要在現(xiàn)場,對所獲得的電源溫度數據進行詳細而全面的分析,同時生成一個完備的溫度報表。

  本文小結

  熱像儀在電源行業(yè)可以發(fā)揮其優(yōu)越性,由于它所具有獨特的優(yōu)點,能補充傳統(tǒng)檢測手段的不足。但是還有很多工作需要在今后的實踐中進一步改進和提高,使得紅外熱像技術在電源行業(yè)中的應用更加廣泛和科學,有效地提升電源產品質量,提高電能轉換效率、以及提高系統(tǒng)性能水平。