Harapan Hidup Pasokan Listrik

9

Ada banyak artikel di internet tentang harapan hidup pergantian catu daya, tetapi kebanyakan dari mereka telah membahas tentang situasi di mana PSU hampir penuh. Saya mendesain perangkat elektronik yang memerlukan kondisi siaga, saya menggunakan COTS PSU dengan output 24V-5A, kira-kira seperti ini:

PSU

Konsumsi daya perangkat saya hampir seperti ini:

5% kali pada beban penuh dekat.

55% waktu pada 20% dari beban penuh.

40% waktu siaga (sekitar 1% dari beban penuh).

Saya tahu bahwa semuanya tergantung pada kualitas PSU dan spesifikasi desainnya, tetapi pemasok Cina tidak memberikan informasi yang cukup dan dapat diandalkan tentang produk mereka. Meskipun kami membelinya dari semacam pemasok yang bertanggung jawab.

Dapatkah saya secara umum mengharapkan 10 tahun masa pakai PSU saya?

Seseorang mengatakan bahwa kapasitor input (pada tegangan ac tinggi) atau optocoupler terlepas dari konsumsi beban akan hancur setelah beberapa tahun. Apakah itu benar Jika ya, beberapa sistem elektronik lainnya seperti TV yang memiliki daya ac selama bertahun-tahun, bagaimana mengatasi masalah ini?

elektro
sumber
Ya, kapasitor input Anda akan menurun seiring waktu terlepas dari beban. Tidak, itu biasanya bukan masalah dalam 10 tahun pertama.
Tiang
Berapa suhu sekitar Anda?
Menang
+1, Ini pertanyaan yang sangat bagus! Saya pernah melihat Murata PSU mengutip 575k jam MTBF, yaitu sekitar 65 tahun !. Catu daya TDK RWS50 mencantumkan MTBF pada 4.170.949 jam !!!, yaitu sekitar 500 tahun. Namun mereka mengandung kipas mekanik yang biasanya memiliki paling banyak 40.000 jam, dan topi elektrolitik terbaik diberi nilai 100.000 jam pada 60C. Meskipun harapan hidup berlipat ganda dengan setiap 10c penurunan suhu operasi, saya masih tidak bisa mengetahui peringkat 4M jam. Saya semua mendengar ...
Ale..chenski
1
@ MarcusMüller: Menghitung nilai sebenarnya dari MTBF berdasarkan referensi seperti MIL-HDBK-217F membutuhkan informasi yang tepat pada semua komponen elektronik dan beberapa informasi tambahan seperti pemasok mereka dan kondisi lingkungan. Saya tahu bahwa banyak komponen elektronik yang digunakan dalam perangkat ini tidak memiliki dokumen yang dapat diandalkan. Misalnya, lihat tautan ini: tautan , kata mereka 316,2K jam untuk MTBF (= 36 tahun), Anda percaya ini?
elektro
1
@AliChen MTBF! = Harapan hidup. Baterai mungkin memiliki masa pakai satu jam sebelum habis tetapi 10 juta jam MTBF atau lebih umum terjadi karena baterai sangat andal.
Menang

Jawaban:

7

Anda tidak dapat mengetahui waktu masa pakai yang diharapkan dari perangkat apa pun dari tampilannya.

Dalam kasus spesifik Anda, ada beberapa hal yang saya harapkan paling mungkin gagal:

  1. cacat karena lonjakan pada sumber listrik
  2. penuaan kapasitor
  3. semikonduktor karena panas karena debu pada pendingin

Yang pertama benar-benar keluar dari tangan Anda, biasanya. Pertanyaan seberapa buruk kerusakan grid harus menggoreng SMPS Anda tergantung pada desain SMPS Anda, dan, keberuntungan sederhana. Namun, dari sudut pandang stochastic murni, Anda harus berharap ada kesalahan sesekali (sambaran petir, mobil menabrak tiang kabel listrik) - tetapi sementara itu mungkin setengah abad, atau setengah bulan, tergantung, lagi , berselisih sama sekali di luar pengaruh SMPS.

Tentu saja, Anda dapat membatasi efek dari kesalahan dengan perlindungan input yang memadai - tetapi itu adalah sesuatu yang hanya akan dispesifikasikan untuk persediaan yang lebih besar, jauh lebih mahal daripada milik Anda.

Kemudian, kita memiliki probabilitas penuaan dan kegagalan. Dalam lingkungan industri, Anda biasanya akan menemukan ukuran yang disebut "MTBF", yang berarti waktu antara kegagalan, yang menangkap hal itu. Angka itu harus lebih tinggi dari yang Anda inginkan, dalam skenario penggunaan beban berat. Tidak masuk akal untuk memperkirakan MTBF di bawah beban yang lebih ringan - a) dapatkah Anda menggunakan SMPS yang lebih kecil, dan b) cukup sulit untuk menebak apakah keadaan akan bertahan lebih lama; Saya tidak benar-benar melihat mengapa SMPS frekuensi tetap akan memiliki sesuatu yang kurang ditekankan dalam beban 1% vs skenario beban 90%, jika pendinginan memadai.

Jadi, jika Anda membutuhkan keandalan itu, beli sesuatu yang dilengkapi dengan MTBF. Angka itu cukup sulit untuk diperkirakan secara jujur ​​dan berkualitas, dan hanya pemasok besar dengan pengalaman signifikan yang bisa dipercaya.

Meskipun kami membelinya dari semacam pemasok yang bertanggung jawab.

Lol, oke, jadi, bukan pemasok itu, tapi pemasok yang bertanggung jawab secara fundamental. Ya, akan ada faktor biaya> 2.

Anda biasanya tidak membeli komponen seperti itu untuk barang elektronik konsumen; trade-off harga / manfaat tidak memungkinkan:

Jika ya, beberapa sistem elektronik lainnya seperti TV yang memiliki daya ac selama bertahun-tahun, bagaimana mengatasi masalah ini?

Tidak semuanya? Ok, tentu saja, sebagai insinyur, Anda mencoba untuk membangun SPMS terbaik yang Anda bisa dengan hal-hal yang diberikan kepada Anda. Anda benar memilih komponen Anda dengan beberapa ruang kepala dalam spesifikasi mereka sehingga dari ribuan perangkat yang akan dibangun, probabilitas pemadaman rendah. Tetapi jika TV € 400 sialan gagal di lapangan setelah satu dekade ... tidak ada yang peduli. Itu tentang harapan hidup ujung atas dari elektronik konsumen. Jika gagal setelah 5 tahun, Anda bahkan tidak menyimpulkan reputasi yang buruk. Jika gagal setelah 2 tahun, ya, lihat bahwa case ini tidak menumpuk, dan jika tidak, Anda baik-baik saja sebagai produsen; jika gagal dalam garansi, masih lebih murah untuk menukar 1 dalam 1000 TV daripada membangun 1000 TV yang 1% lebih mahal, tetapi gagal rata-rata bertahun-tahun kemudian.

Untungnya, ekonomi mungkin ada di pihak Anda di sini: sementara SMPS yang dibuat secara solid akan lebih mahal daripada pemasok "semacam tanggung jawab" Anda, jika Anda bisa mendapatkan akses ke pasokan untuk perangkat canggih yang diproduksi secara massal, Anda akan mendapat manfaat dari kenyataan pengujian ketat telah dilakukan pada ini, tetapi produksi massal mendistribusikan biaya ini di antara lebih banyak perangkat, dan mereka masih relatif murah.

Komentar sudah menyebutkan TDK dan Murate sebagai khas SMPS OEM, tapi saya hanya pergi dan membuka perangkat yang memiliki profil penggunaan yang sama seperti yang Anda miliki - dalam kasus Anda, cari printer / mesin fotokopi kantor yang rusak, dan kemudian untuk nama-nama pada catu daya.

Marcus Müller
sumber
"Saya tidak benar-benar melihat mengapa SMPS frekuensi tetap akan memiliki sesuatu yang kurang ditekankan dalam beban 1% vs skenario beban 90%, jika pendinginan memadai": Tentu saja pendinginan SMPS saya tidak cukup, jelas dipanaskan lebih banyak pada beban 90%, jadi pasti akan berpengaruh pada tutup elektrolit dan bagian seumur hidup lainnya. Tentang tingkat kegagalan, saya sangat setuju dengan itu 1 per 1000 yang. Tetapi bagaimana saya bisa yakin tentang tingkat itu? Pemasok SMPS adalah produsen massal dan mereka pasti menguji produk mereka, ditambah kami akan mengujinya, tapi saya pikir Anda tidak bisa memperkirakan umur dengan tes ini.
elektro
Pertanyaan saya lebih mendasar tentang bagian-bagian SMPS terutama tutup input, apakah mereka menurunkan atau menghancurkan ketika mereka berada di colokan ac tetapi SMPS tidak pada beban penuh? Dan apakah usia mereka rata-rata 10 tahun dalam situasi ini?
elektro
@electro seperti yang dikatakan, ini tidak mungkin untuk diketahui tanpa mengetahui bagaimana SMPS dirancang dan tutup apa yang dipilih. Anda dapat membeli topi yang terlalu besar atau lebih teruji untuk mendapatkan uang - tetapi apakah Anda membelanjakan uang itu atau tidak, itu tergantung pada pembuat SMPS. Tidak ada jawaban umum yang bisa diberikan.
Marcus Müller
Nah, pemanasan catu daya biasanya jauh lebih tinggi pada 90% daripada pada 80% dan sangat tinggi pada 100%. Jadi mempertimbangkan pemanasan, biasanya baik untuk tidak memasukkan lebih dari 80% beban pada pasokan untuk waktu yang lama.
yo '
2

Harapan hidup tidak benar-benar sama dengan MTBF!

MTBF dihitung menggunakan distribusi fungsi probabilitas untuk komponen elektronik (biasanya fungsi distribusi eksponensial digunakan). Harapan hidup adalah parameter yang menjamin bahwa asumsi Anda tentang fungsi distribusi probabilitas masih berlaku.

Ada standar yang ditetapkan seperti FIDES yang memungkinkan estimasi perangkat PSU (atau COTS secara umum). Yang perlu Anda definisikan adalah profil aplikasi Anda (suhu tinggi, Waktu ON dan rasio waktu OFF, dll.).

Anda dapat melakukan tur singkat di situs web FIDES untuk mengetahui lebih banyak.

Tuan
sumber
0

Siklus temperatur sederhana menghancurkan perangkat elektronik, karena koefisien ekspansi tidak identik dan tekukan mekanis yang konstan dan perubahan tegangan yang konstan .......... pada akhirnya merusak komponen.

Cure: jangan mematikan sirkuit.

Oh ...... tetap tenang.

Salah satu alasan untuk timbal dalam solder ..... kepatuhan mekaniknya (daktilitas).

EDIT Pertimbangkan SMPS dengan jam 100.000Hz ........ 100.000 kali per detik terjadi ekspansi dan kontraksi termal.

analogsystemsrf
sumber