广告

为军事行动设计的200个电源转换器,为什么全部烧化?

2021-05-31 Paul Breed 阅读:
随着温度的升高,器件的接收侧会累积电荷,累积到一定程度就会影响其工作。它会停止接收脉冲,因此控制电路失去反馈,将输出变压器驱动到饱和状态,最后冒烟。

我们公司刚刚完成了一个时间紧迫的项目,将一批牢固的电源转换器交付给一个集成商,集成商然后将这些电源转换器与牢固的计算机结合起来,并在第一次波斯湾战争的沙漠风暴行动中使用。这些电源转换器可在40至400Hz频率下采用100至300V的任何标准电压,以及28Vdc电压供电,提供干净、稳定的117V、60Hz交流电输出,以及在1500W下10分钟类似UPS(不间断电源)的备用电池。ZS7ednc

我们有一款符合该规格的商业产品,但不具备客户要求的坚固性和抗恶劣环境性能。我们努力对机械和散热设计进行升级,以满足客户的需求。在经历加班加点、每周工作80小时的三个月之后,这项任务终于完成了。ZS7ednc

最难通过的测试是在满负荷、85°C下进行24小时测试。我们第一次就通过了该测试,并测试了10%的产品以确保符合要求。一切顺利,我们将所有200个电源转换器交付给了集成商。然后我休假一周,我觉得这是我应得的。ZS7ednc

ZS7ednc

客户收到了全部200个电源转换器,将它们连接到系统,并在70°C下开始了48小时的烧机测试。36小时后,200个电源转换器全部发生了灾难性的故障。我的老板将我从休假中召回,然后把我送上飞机,让我去把问题找出来。ZS7ednc

我发现每个电源转换器的原边电桥都烧了,电源部分没有熔化的地方也都几乎空无一物。我心事重重地回到家,不知道出了什么问题。我们带去了自己的工程器件,并在高达70°C的温度下运行,然而当它运行到36小时,也烧了。器件在两小时内就完全达到了热平衡,那么它怎么能区别出24小时与36小时之间的差别?ZS7ednc

我们花了两个星期来找出罪魁祸首:系统的输出功率级在我们获得专利的谐振电路上运行,该谐振电路使用电流反馈来使输出变压器保持平衡,并通过折返防止过载。该电流利用数字光耦合器将脉冲从电源端发送回控制端。这是我们升级的器件之一;它提供125°C的工作温度和3500V-ac-rms隔离。我们只在300V直流电下使用它。ZS7ednc

我们想当然地认为,如果它可以用3500V交流电,那么同样也可以用300V直流电。使用交流电时,没有电荷跨过隔离栅迁移。某些电荷可能会来回迁移,但会随着交流周期而改变方向。当在器件上施加较大的直流偏置时,漏电仅在一个方向上迁移。漏电随温度而增加。随着温度的升高,器件的接收侧会累积电荷,累积到一定程度就会影响其工作。它会停止接收脉冲,因此控制电路失去反馈,将输出变压器驱动到饱和状态,最后冒烟。ZS7ednc

实际上,长期用于直流的光耦合器内部有一个屏蔽层,可将所有漂移电荷分流到地。简而言之,交流电和直流电是不可互换的。如果光耦合器的数据手册中指定“不可用于直流”,那就太好了。ZS7ednc

(原文刊登于Aspencore旗下EDN英文网站,参考链接:Burn-in, burn-in: dc inferno,由Jenny Liao编译。)ZS7ednc

亲爱的读者,您在工作中或业余时间是否有解决工程问题的难忘经历?请告诉我们您的故事!《电子技术设计》长期征稿,稿酬500-3000元不等。有意者请联系Jenny Liao(邮箱:jenny.liao@aspencore.com)ZS7ednc

  • 光耦隔离器能隔AC3500V ,理论上就能隔离 DC5000V 。这个故障跟交流隔离直流隔离一点关系都没有。除非用的不是光隔离。数字光隔离器就更不可能了。解释得莫明其妙。
  • 直流可以用交流,交流不能用直流
  • 翻译中有些名词没有包含在国内的常用术语中
本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 小型太阳能光伏电源的串联与并联线性稳压对比 对小型太阳能光伏阵列而言,使用线性稳压方案会比较简单。本设计实例将针对此类系统解读,重点关注串联稳压器拓扑与并联稳压器拓扑的相对优势。
  • 绿色出行:英飞凌CoolSiC功率模块可将有轨电车的能耗降 为了满足绿色出行的要求,业界必须以提高能源效率为主要目标,进行新技术开发。顺应这一发展趋势,英飞凌科技即将推出采用XHP 2封装的CoolSiC MOSFET和.XT技术的功率半导体,这款专门定制的解决方案旨在满足轨道交通市场的需求。
  • 使用BLDC电机助力机械扫描激光雷达实现360度视场 激光雷达系统的视场 (FOV) 决定了激光雷达能够捕捉到的图像的宽度,因此该视场对于自动驾驶决策算法十分重要。扩大FOV的方法有很多种,其中之一就是利用机械扫描,使用电机帮助实现360度FOV。无刷直流 (BLDC) 电机可以实现此目标,且高效低噪,因此广受欢迎。
  • 如何设计小型USB-C PD和PPS适配器 为了实现先进的USB电源协议,除了反激式控制器外,设计工程师还需要使用专用的USB控制器或微控制器。这两个IC之间还需要低时延通信,确保整个解决方案符合USB协议。
  • HT7181 3.7V/7.4V升16V内置MOS大功率升压IC解决方案 深圳市永阜康科技有限公司针对升压值18V以下的DC-DC升压应用需求,推广一款集成14A开关管的17.8V输出、大电流非同步DC-DC升压IC:HT7181。
  • SMPS电感的安装方向会影响辐射吗? 开关模式电源(SMPS)产生的EMI辐射频谱是由许多参数组成的函数,包括热回路大小、开关速度(压摆率)和频率、输入和输出滤波、屏蔽、布局和接地。一个潜在的辐射源是开关节点,在很多原理图上称为SW。SW节点铜可用作天线,发射快速高效的高功率开关事件产生的噪声。这是大多数开关稳压器的主要辐射源。
  • PCIe 5.0连接器线缆详细信息曝光,最高支持600W 日前,Twitter 用户@momomo_us透露了进一步研究 PCIe Gen 5.0 连接器标准的图片和内容。根据泄漏者 @momom_us 发布的 PPT显示,即将推出的 PCIe Gen5 显卡标准官方名称为“12VHPWR”,负责定义 ATX 规格的英特尔数据显示,该接口将支持 4 种电源配置,分别为 150W、300W、450W、600W。
  • 如何使用LTspice仿真来解释电压依赖性影响 问题:如何在电路仿真中考虑多层陶瓷电容器(MLCC)的直流偏置影响?答案:使用LTspice的非线性电容功能和合理的模型。
  • 大联大世平集团推出基于CPS产品的50W车载无线充电方案 大联大控股宣布,其旗下世平推出基于易冲半导体(CPS)CPSQ8100芯片的50W车载无线充电方案。
  • 英飞凌推出新一代MOTIX半桥驱动IC 继发布BTN89xx获得成功之后,英飞凌科技再次推出了全新的MOTIX BTN99xx(NovalithIC+)系列智能半桥驱动集成芯片。
  • 细说车载充电机的功能与趋势 考虑到车载充电机(OBC)的整体硬件功能模块,设计人员应解决以下问题:对交流电源输入进行交流整流和功率因素校正(PFC);初级侧DC-DC;次级侧整流(无源或有源);如果是双向的,还要进行次级DC-DC控制…
  • 如何为SiC MOSFET选择合适的栅极驱动器 尽管碳化硅(SiC)具有开关速度更快和效率更高等一系列优势,但它也带来了一些设计挑战,我们可以通过选择合适的栅极驱动器来予以解决。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了