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  • 描述了智能电网特性的八个特征

    描述了智能电网特性的八个特征

    智能电网包括八个方面的主要特征,这些特征从功能上描述了电网的特性,而不是最终应用的具体技术,它们形成了智能电网完整的景象。 智能电网是自愈电网。从本质上讲,自愈就是智能电网的“免疫系统”。自愈电网进行连续不断的在线自我评估以预测电网可能出现的问题,发现已经存在的或正在发展的问题,并立即采取措施加以控制或纠正。以确保电网的可靠性、安全性、电能质量和效率。 智能电网激励和包括用户。从智能电网的角度来看,用户的需求完全是另一种可管理的资源,它将有助于平衡供求关系,确保系统的可靠性;从用户的角度来看,电力消费是一种经济的选择,通过参与电网的运行和管理,修正其使用和购买电力的方式,从而获得实实在在的好处。 智能电网将抵御攻击。智能电网的安全策略将包含威慑、预防、检测、反应,以尽量减少和减轻对电网和经济发展的影响。 智能电网提供满足21世纪用户需求的电能质量。电能质量指标包括电压偏移、频率偏移、三相不平衡、谐波、闪变、电压骤降和突升等。 智能电网将减轻来自输电和配电系统中的电能质量事件。通过其先进的控制方法监测电网的基本元件,从而快速诊断并准确地提出解决任何电能质量事件的方案。此外,智能电网的设计还要考虑减少由于闪电、开关涌流、线路故障和谐波源引起的电能质量的扰动,同时应用超导、材料、储能以及改善电能质量的电力技术的最新研究成果来解决电能质量的问题。 智能电网将容许各种不同类型发电和储能系统的接入。 智能电网将使电力市场蓬勃发展。智能电网通过市场上供给和需求的互动,可以最有效地管理如能源、容量、容量变化率、潮流阻塞等参量,降低潮流阻塞,扩大市场,汇集更多的买家和卖家。 智能电网优化其资产应用,使运行更加高效。例如,通过动态评估技术以使资产发挥其最佳的能力,通过连续不断地监测和评价其能力使资产能够在更大的负荷下使用。

    时间:2020-08-04 关键词: 智能电网 安全性 可靠性

  • 你知道LED电源可靠性的检测方法吗?

    你知道LED电源可靠性的检测方法吗?

    什么是LED电源可靠性?应该如何检测?1、描述输入电压影响输出电压的几个指标形式 (1)稳压系数 ①绝对稳压系数K 表示负载不变时,稳压电源输出直流电压变化量△Uo与输入电网电压变化量△Ui之比,即K=△Uo/△Ui。 ②相对稳压系数S 表示负载不变时,稳压器输出直流电压Uo的相对变化量△Uo/Uo与输入电网电压Ui的相对变化量△Ui/Ui之比,即S=△Uo/Uo/△Ui/Ui。 (2)电网调整率 表示输入电网电压由额定值变化+/-10%时,稳压电源输出电压的相对变化量,有时也以绝对值表示。 (3)电压稳定度 负载电流保持为额定范围内的任何值,输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo(百分值),称为稳压器的电压稳定度。 2、负载对输出电压影响的几种指标形式 (1)负载调整率(也称电流调整率) 在额定电网电压下,负载电流从零变化到最大值时,输出电压的最大相对变化量,常用百分数表示,有时也用绝对变化量表示。 (2)输出电阻(也称等效内阻或内阻) 在额定电网电压下,由于负载电流变化△IL引起输出电压变化△Uo,则输出电阻为Ro=|△Uo/△IL|Ω。 3、纹波电压的几个指标形式 (1)最大纹波电压 在额定输出电压和负载电流下,输出电压纹波(包括噪声)的绝对值的大小,通常以峰值或有效值表示。 (2)纹波系数Y(%) 在额定负载电流下,输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比,即Y=Umrs/Uox100%。 (3)纹波电压抑制比 在规定的纹波频率(例如50HZ)下,输入电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比,即:纹波电压抑制比=Ui~/Uo~。 4、电气安全要求 (1)电源结构的安全要求 ①空间要求 UL、CSA、VDE安全规范强调了在带电部分之间和带电部分与非带电金属部分之间的表面、空间的距离要求。 UL、CSA要求:极间电压大于等于250VAC的高压导体之间,以及高压导体与非带电金属部分之间(这里不包括导线间),无论在表面间还是在空间,均应有0.1吋的距离;VDE要求交流线之间有3mm的徐变或2mm的净空间隙;IEC要求:交流线间有3mm的净空间隙及在交流线与接地导体间的4mm的净空间隙。另外,VDE、IEC要求在电源的输出和输入之间,至少有8mm的空间间距。 ②电介质实验测试方法 打高压:输入与输出、输入和地、输入AC两级之间。 ③漏电流测量 漏电流是流经输入侧地线的电流,在开关电源中主要是通过静噪滤波器的旁路电容器泄露电流。UL、CSA均要求暴露的不带电的金属部分均应与大地相接,漏电流测量是通过将这些部分与大地之间接一个1.5kΩ的电阻,其漏电流应该不大于5毫mA。 VDE允许用1.5kΩ的电阻与150nPF电容并接,并施加1.06倍额定使用电压,对数据处理设备,漏电流应不大于3.5mA,一般是1mA左右。 ④绝缘电阻测试 VDE要求:输入和低电压输出电路之间应有7MΩ的电阻,在可接触到的金属部分和输入之间,应有2MΩ的电阻或加500V直流电压持续1min。 ⑤印制电路板 要求使用UL认证的94V-2材料或更好的材料。 (2)对电源变压器结构的安全要求 ①变压器的绝缘 变压器的绕组使用的铜线应为漆包线,其他金属部分应涂有瓷、漆等绝缘物质。 ②变压器的介电强度 在实验中不应出现绝缘层破裂和飞弧现象。 ③变压器的绝缘电阻 变压器绕组间的绝缘电阻至少为10MΩ,在绕组与磁心、骨架、屏蔽层间施加500伏直流电压,持续1min,不应出现击穿、飞弧现象。 ④变压器湿度电阻 变压器必须在放置于潮湿的环境之后,立即进行绝缘电阻和介电强度实验,并满足要求。潮湿环境一般是:相对湿度为92%(公差为2%),温度稳定在20℃到30℃之间,误差允许1%,需在内放置至少48h之后,立即进行上述实验。此时变压器的本身温度不应该较进入潮湿环境之前测试高出4℃。 ⑤VDE关于变压器温度特性的要求。 ⑥UL、CSA关于变压器温度特性的要求。 5、电磁兼容性试验 电磁兼容性是指设备或系统在共同的电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。 电磁干扰波一般有两种传播途径,要按各个途径进行评价。一种是以波长较长的频带向电源线传播,给发射区以干扰的途径,一般在30MHz以下。这种波长较长的频率在附属于电子设备的电源线的长度范围内还不满1个波长,其辐射到空间的量也很少,由此可掌握发生于LED电源线上的电压,进而可充分评估干扰的大小,这种噪声叫做传导噪声。 当频率达到30MHz以上,波长也会随之变短。这时如果只对发生于电源线的噪声源电压进行评价,就与实际干扰不符。因此,采用了通过直接测定传播到空间的干扰波评价噪声大小的方法,该噪声就叫做辐射噪声。 测定辐射噪声的方法有按电场强度对传播空间的干扰波进行直接测定的方法和测定泄露到电源线上的功率的方法。 电磁兼容性试验包括以下试验内容: ①磁场敏感度 (抗扰性)设备、分系统或系统暴露在电磁辐射下不希望有的响应程度。敏感度电平越小,敏感性越高,抗扰性越差。包括固定频率、峰峰值的磁场测试。 ②静电放电敏感度 具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移。300PF电容充电到15000V,通过500Ω电阻放电。可超差,但放完后要正常。测试后,数据传递、储存不能丢。 ③LED电源瞬态敏感度 包括尖峰信号敏感度(0.5μs、10μs2倍)、电压瞬态敏感度(10%~30%,30S恢复)、频率瞬态敏感度(5%~10%,30S恢复)。 ④辐射敏感度 对造成设备降级的辐射干扰场的度量。(14kHz~1GHz,电场强度为1V/M)。 ⑤传导敏感度 当引起设备不希望有的响应或造成其性能降级时。 对在电源、控制或信号线上的干扰信号或电压的度量(30Hz~50kHz/3V,50kHz~400MHz/1V)。 ⑥非工作状态磁场干扰 包装箱4.6m,磁通密度小于0.525μT;0.9m,0.525μT。 ⑦工作状态磁场干扰 上、下、左、右交流磁通密度小于0.5mT。 ⑧传导干扰沿着导体传播的干扰。10kHz~30MHz,60(48)dBμV。 ⑨辐射干扰:通过空间以电磁波形式传播的电磁干扰。 10kHz~1000MHz,30屏蔽室60(54)μV/m。以上就是LED电源可靠性检测方法,希望能给大家帮助。

    时间:2020-07-31 关键词: LED 可靠性 电源

  • 你知道低功率LED可靠性应该怎么测试吗?

    你知道低功率LED可靠性应该怎么测试吗?

    什么是低功率LED可靠性?你知道吗?一般来说,LED的可靠性是以半衰期(即光输出量减少到最初值一半的时间)来表征,大概在1万到10万小时之间LED的可靠性测试包括静电敏感度特性、寿命、环境特性等指标的测试。 静电敏感度特性是指LED能承受的静电放电电压。某些LED由于电阻率较高,且正负电极距离很短,若两端的静电电荷累积到一定值时,这一静电电压会击穿PN结,严重时可将PN结击穿导致LED失效,因此必须对LED的静电敏感度特性进行测试,获得LED的静电放电故障临界电压。目前一般采用人体模式、机器模式、器件充电模式来模拟现实生活中的静电放电现象。 为了观察LED在长期连续使用情况下旋光性能的变化规律,需要对LED进行抽样试验,通过长期观察和统计获得LED寿命参数。对于LED环境特性的试验往往采用模拟LED在应用中遇到的各类自然侵袭,一般有:高低温冲击试验、湿度循环试验、潮湿试验、盐雾试验、沙尘试验、辐照试验、振动和冲击试验、跌落试验、离心加速度试验等。一般测试低功率LED的可靠性具体项目有以下几点: 1.焊锡耐热性:260℃±5℃,5Sec,外观和电气特性无异常。 2.温度循环试验:85℃(30min)——转换5min——40℃(30min) 为1cycle,,需做50cycle,外观和电气特性无异常。 3.热冲击试验:100℃(5min)——转换10sec——10℃(5min) 1cycle, 需做50cycle,外观和电气特性无异常。 4.高温储存试验:在温度100℃环境下放置1000Hrs,外观和电气特性无异常。 5.低温储存试验:在温度-40℃环境下放置1000Hrs,外观和电气特性无异常。 6.高温高湿放置试验:在温度85℃/相对湿度85%RH环境下放置1000Hrs,外观和电气特性无异常。 7.引脚拉力试验:依据引脚截面积的大小施加重力/30Sec,引脚须无拉脱及松动,电气特性无异常。 8.引脚弯折试验:依据引脚截面积的大小施加重力,弯折±90度(距本体3mm处)2回,引脚须无折断及松动,电气特性无异常。 9.寿命试验:施加IF电流,连续工作1000Hrs,外观和电气特性无异常。以上就是低功率LED可靠性解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-07-30 关键词: LED 可靠性 低功率

  • 你知道LED封装可靠性的影响因素吗?

    你知道LED封装可靠性的影响因素吗?

    你知道LED封装可靠性吗?有哪些因素会影响它?LED器件占LED显示屏成本约40%~70%,LED显示屏成本的大幅下降得益于LED器件的成本降低。LED封装质量的好坏对LED显示屏的质量影响较大。封装可靠性的关键包括芯片材料的选择、封装材料的选择及工艺管控。随着LED显示屏逐渐向着高端市场渗透,对LED显示屏器件的品质要求也越来越高。 LED显示屏器件封装所用的主要材料组成包括支架、芯片、固晶胶、键合线和封装胶等。SMD(Surface Mounted Devices)指表面贴装型封装结构LED,主要有PCB板结构的LED(ChipLED)和PLCC结构的LED(TOP LED)。 本文主要研究TOP LED,下文中所提及的SMD LED均指的是TOP LED。下面从封装材料方面来介绍目前国内的一些基本发展现状。 LED支架 (1)支架的作用。PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)支架是SMD LED器件的载体,对LED的可靠性、出光等性能起到关键作用。 (2)支架的生产工艺。PLCC支架生产工艺主要包括金属料带冲切、电镀、PPA(聚邻苯二酰胺)注塑、折弯、五面立体喷墨等工序。其中,电镀、金属基板、塑胶材料等占据了支架的主要成本。 (3)支架的结构改进设计。PLCC支架由于PPA和金属结合是物理结合,在过高温回流炉后缝隙会变大,从而导致水汽很容易沿着金属通道进入器件内部从而影响可靠性。 为提高产品可靠性以满足高端市场需求的高品质的LED显示器件,部分封装成厂改进了支架的结构设计,如佛山市某光电股份有限公司采用先进的防水结构设计、折弯拉伸等方法来延长支架的水汽进入路径,同时在支架内部增加防水槽、防水台阶、放水孔等多重防水的措施。 该设计不仅节省了封装成本,还提高了产品可靠性,目前已经大范围应用于户外led显示屏产品中。 通过SAM(Scanning Acoustic Microscope)测试折弯结构设计的LED支架封装后和正常支架的气密性,结果可以发现采用折弯结构设计的产品气密性更好。 芯片 LED芯片是LED器件的核心,其可靠性决定了LED器件乃至LED显示屏的寿命、发光性能等。LED芯片的成本占LED器件总成本也是很大的。随着成本的降低,LED芯片尺寸切割越来越小,同时也带来了一系列的可靠性问题。 随着尺寸的缩小,P电极和N电极的pad也随之缩小,电极pad的缩小直接影响焊线质量,容易在封装过程和使用过程中导致金球脱离甚至电极自身脱离,最终失效。 同时,两个pad间的距离a也会缩小,这样会使得电极处电流密度的过度增大,电流在电极处局部聚集,而分布不均匀的电流严重影响了芯片的性能,使得芯片出现局部温度过高、亮度不均匀、容易漏电、掉电极、甚至发光效率低等问题,最终导致led显示屏可靠性降低。 键合线 键合线是LED封装的关键材料之一,它的功能是实现芯片与引脚的电连接,起着芯片与外界的电流导入和导出的作用。LED器件封装常用键合线包括金线、铜线、镀钯铜线以及合金线等。 (1)金线。金线应用广泛,工艺成熟,但价格昂贵,导致LED的封装成本过高。 (2)铜线。铜线代替金丝具有廉价、散热效果好,焊线过程中金属间化合物生长数度慢等优点。缺点是铜存在易氧化、硬度高及应变强度高等。尤其在键合铜烧球工艺的加热环境下,铜表面极易氧化,形成的氧化膜降低了铜线的键合性能,这对实际生产过程中的工艺控制提出更高的要求。 (3)镀钯铜线。为了防止铜线氧化,镀钯键合铜丝逐渐受到封装界的关注。镀钯键合铜丝具有机械强度高、硬度适中、焊接成球性好等优点非常适用于高密度、多引脚集成电路封装。 胶水 目前,LED显示屏器件封装的胶水主要包括环氧树脂和有机硅两类。 (1)环氧树脂。环氧树脂易老化、易受湿、耐热性能差,且短波光照和高温下容易变色,在胶质状态时有一定的毒性,热应力与LED不十分匹配,会影响LED的可靠性及寿命。所以通常会对环氧树脂进行攻性。 (2)有机硅。有机硅相比环氧树脂具有较高的性价比、优良的绝缘性、介电性和密着性。但缺点是气密性较差,易吸潮。所以很少被使用在LED显示屏器件的封装应用中。 另外,高品质LED显示屏对显示效果也提出特别的要求。有些封装厂采用添加剂的方式来改善胶水的应力,同时达到哑光雾面的效果。无外观破坏及标记损坏在IPA溶剂中浸泡5±0.5分钟,室温下干燥5分钟,然后擦拭10次。以上就是LED封装可靠性的影响因素,希望能给大家帮助。

    时间:2020-07-30 关键词: LED 可靠性 封装

  • 你知道LED护栏管的可靠性以及相应的解决办法吗?

    你知道LED护栏管的可靠性以及相应的解决办法吗?

    什么是LED护栏管的可靠性?你知道吗?LED照明正处于蓬勃发展时期,各个城市的亮化工程正如火如荼的开展着,其中护栏管的应用尤其广泛,例如重庆的城市亮化工程、珠江的亮化工程都用了大量的LED护栏管。但是,自护栏管诞生起,就没离开过各种各样的质量问题。 国内的绝大部分工程都出现了质量问题,有些工程甚至是刚通过验收就花了。除了政府和其他业主的最低价中标策略, 缺乏良好的工程前期施工和验收的严格监管体制,从业厂家不注重开发,同质化低价竞争等导致市场上护栏管质量普遍低劣的因素以外,目前国内绝大多数LED护栏管厂家积累的经验太少,投入的研发力量少也是一个重要的因素。 本文将从几个方面来介绍护栏管的可靠性问题以及这些问题的解决方案,希望能给护栏管厂家,灯光工程公司及业主一些有价值的参考和借鉴。 2. LED护栏管需要解决的可靠性问题 2.1 防水 以前的LED护栏管是在外罩接口处用硅胶密封,内部LED、电路都是裸露的,由于昼夜温差大,外罩的端头与外罩热胀冷缩不同,导致硅胶密封处出现缝隙,下雨后雨水渗进内部,可想而知结果会怎么样。要解决这个问题,一定要求对内部电路和LED灌胶处理,外面外罩硅胶密封固然简单,但可靠性达不到在户外大规模应用的要求。 另一个问题就是电气连接的接头问题。很多厂家为了便宜往往选择塑胶接头,或者选择质量较差的金属接头,短时间的测试和使用,塑胶还没有变形,防水是没有问题,但是经过太阳的照射和昼夜温差变化,四季气候变化,塑胶就会变形,从而导致防水胶圈失效,雨水渗进接头内部导致电线短路,特别在带电状态,电线的腐蚀比不带电状态下高若干个数量级。 本人曾经做的实验,信号线接触水后在8个小时通电状态下就已经腐蚀的象铁锈一样。较差的金属接头的价格只有正规厂家的几分之一,由于表面处理和本身材料问题,也容易被雨水腐蚀,导致信号短路。 2.2 防紫外线 LED护栏管由于要求混光,在外面都会加上外罩,外罩的材料选择是很多不规范公司降低成本的又一个手段,质量好的产品都会使用增加了抗紫外线的材料,如GE, 拜尔等材料,而质量不好的LED护栏管很多使用混合了水口料的材料,谈不上抗紫外线,太阳光比较大的地方,不到一个月,外罩就变成黄色的了,从而出光效果变差,透光率也大大减小。 2.3 防开裂 这个问题,还是外罩的问题,如果选择的是带水口料的材料,材料内应力很难去除,导致材料开裂。即使选择比较好的材料,如果设计,生产工艺不合理,也会产生很多内应力,有经验的公司都会在注塑时选择恒温保护,尽量减少内应力,还有一个去除内应力很好的办法,如果对此有兴趣的读者可以咨询材料方面的专家。 2.4 线损 铜是一些厂家节省成本的地方,大家都知道,一般好的生产厂家都会在内部使用1mm2以上的导线,而且导线使用的是符合国标的产品。如果导线面积不够,电阻较大,前面的护栏管和后面的护栏管就有较大的电压差,为了让后面的LED电流与前面的一致,一定需要增加输入电压,这样无形中就增加了功耗,很多电能不是驱动LED,而是浪费在导线和恒流芯片上。一般来说如果设计的产品前后电压超过15%,问题就很严重了,因为现在通用的恒流芯片都是有功耗要求的,如果功耗太大,热量散不出去就会导致芯片烧毁。大家现在应该明白为什么很多级连的LED护栏管都是前面坏的多了。 2.5 散热 这个问题不仅体现的成本问题上,更多的是体现一个厂家的技术实力上,现在有些LED护栏管外罩和低座完全是一体的,都是塑胶材料,而且LED排布很密,这样当达到热平衡时,LED的结温已经很高了,如果工作时的环境温度较高,LED的寿命会急剧减少。 实力强的LED护栏管公司肯定会有热设计人员,在设计护栏管时要将LED的热量和恒流芯片的热量有效的导到大气中去。大家应该想到使用铝材是比较好的解决方案,铝的导热系数高,可以有效的将内部热量导出。另外在设计时也要尽量将PCB靠近铝底座,从而减少灌封胶部分产生的热阻。 这个问题又涉及到另一个问题,即灌封胶的选择上,好的灌封胶不仅要求硬度适中,也要求有比较高的导热系数,目前很多护栏管厂家借鉴LED大屏的经验,使用韩国的灌封胶,这是个不错的选择,本人综合的比较后发现某家德国公司的灌封胶在综合性能上更胜一筹。 3. 结论 LED护栏管的电子部分看起来比较简单,但要做到高稳定性还是要做很多细致的设计的。当然对于护栏管目前存在的问题来看,最为关键的还是要解决好防水设计、散热设计等问题。以上就是LED护栏管的可靠性解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-07-30 关键词: LED 可靠性 护栏管

  • 你知道PCB电路板可靠性设计原则吗?

    你知道PCB电路板可靠性设计原则吗?

    在科技高度发展的今天,电子产品的更新换代越来越快,LED灯的技术也在不断发展,为我们的城市装饰得五颜六色。目前电子器材用于各类电子设备和系统仍然以印制电路板为主要装配方式。实践证明,即使电路原理图设计正确,印制电路板设计不当,也会对电子设备的可靠性产生不利影响。例如,如果印制板两条细平行线靠得很近,则会形成信号波形的延迟,在传输线的终端形成反射噪声。因此,在设计印制电路板的时候,应注意采用正确的方法。 地线设计 在电子设备中,接地是控制干扰的重要方法。如能将接地和屏蔽正确结合起来使用,可解决大部分干扰问题。电子设备中地线结构大致有系统地、机壳地(屏蔽地)、数字地(逻辑地)和模拟地等。在地线设计中应注意以下几点: 1、正确选择单点接地与多点接地 在低频电路中,信号的工作频率小于1MHz,它的布线和器件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHz时,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,应采用就近多点接地。当工作频率在1~10MHz时,如果采用一点接地,其地线长度不应超过波长的1/20,否则应采用多点接地法。 2、将数字电路与模拟电路分开 电路板上既有高速逻辑电路,又有线性电路,应使它们尽量分开,而两者的地线不要相混,分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积。 3、尽量加粗接地线 若接地线很细,接地电位则随电流的变化而变化,致使电子设备的定时信号电平不稳,抗噪声性能变坏。因此应将接地线尽量加粗,使它能通过三位于印制电路板的允许电流。如有可能,接地线的宽度应大于3mm。 4、将接地线构成闭环路 设计只由数字电路组成的印制电路板的地线系统时,将接地线做成闭环路可以明显的提高抗噪声能力。其原因在于:印制电路板上有很多集成电路元件,尤其遇有耗电多的元件时,因受接地线粗细的限制,会在地结上产生较大的电位差,引起抗噪声能力下降,若将接地结构成环路,则会缩小电位差值,提高电子设备的抗噪声能力。 电磁兼容性设计 电磁兼容性是指电子设备在各种电磁环境中仍能够协调、有效地进行工作的能力。电磁兼容性设计的目的是使电子设备既能抑制各种外来的干扰,使电子设备在特定的电磁环境中能够正常工作,同时又能减少电子设备本身对其它电子设备的电磁干扰。 1、选择合理的导线宽度 由于瞬变电流在印制线条上所产生的冲击干扰主要是由印制导线的电感成分造成的,因此应尽量减小印制导线的电感量。印制导线的电感量与其长度成正比,与其宽度成反比,因而短而精的导线对抑制干扰是有利的。时钟引线、行驱动器或总线驱动器的信号线常常载有大的瞬变电流,印制导线要尽可能地短。对于分立元件电路,印制导线宽度在1.5mm左右时,即可完全满足要求;对于集成电路,印制导线宽度可在0.2~1.0mm之间选择. 2、采用正确的布线策略 采用平等走线可以减少导线电感,但导线之间的互感和分布电容增加,如果布局允许,最好采用井字形网状布线结构,具体做法是印制板的一面横向布线,另一面纵向布线,然后在交叉孔处用金属化孔相连。 为了抑制印制板导线之间的串扰,在设计布线时应尽量避免长距离的平等走线,尽可能拉开线与线之间的距离,信号线与地线及电源线尽可能不交叉。在一些对干扰十分敏感的信号线之间设置一根接地的印制线,可以有效地抑制串扰。 为了避免高频信号通过印制导线时产生的电磁辐射,在印制电路板布线时,还应注意以下几点: ● 尽量减少印制导线的不连续性,例如导线宽度不要突变,导线的拐角应大于90度禁止环状走线等。 ● 时钟信号引线最容易产生电磁辐射干扰,走线时应与地线回路相靠近,驱动器应紧挨着连接器。 ● 总线驱动器应紧挨其欲驱动的总线。对于那些离开印制电路板的引线,驱动器应紧紧挨着连接器。 ● 数据总线的布线应每两根信号线之间夹一根信号地线。最好是紧紧挨着最不重要的地址引线放置地回路,因为后者常载有高频电流。 ● 在印制板布置高速、中速和低速逻辑电路时,应按照图1的方式排列器件。 3、抑制反射干扰 为了抑制出现在印制线条终端的反射干扰,除了特殊需要之外,应尽可能缩短印制线的长度和采用慢速电路。必要时可加终端匹配,即在传输线的末端对地和电源端各加接一个相同阻值的匹配电阻。根据经验,对一般速度较快的TTL电路,其印制线条长于10cm以上时就应采用终端匹配措施。匹配电阻的阻值应根据集成电路的输出驱动电流及吸收电流的最大值来决定。 去耦电容配置 在直流电源回路中,负载的变化会引起电源噪声。例如在数字电路中,当电路从一个状态转换为另一种状态时,就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流,形成瞬变的噪声电压。配置去耦电容可以抑制因负载变化而产生的噪声,是印制电路板的可靠性设计的一种常规做法,配置原则如下: ● 电源输入端跨接一个10~100uF的电解电容器,如果印制电路板的位置允许,采用100uF以上的电解电容器的抗干扰效果会更好。 ● 为每个集成电路芯片配置一个0.01uF的陶瓷电容器。如遇到印制电路板空间小而装不下时,可每4~10个芯片配置一个1~10uF钽电解电容器,这种器件的高频阻抗特别小,在500kHz~20MHz范围内阻抗小于1Ω,而且漏电流很小(0.5uA以下)。 ● 对于噪声能力弱、关断时电流变化大的器件和ROM、RAM等存储型器件,应在芯片的电源线(Vcc)和地线(GND)间直接接入去耦电容。 ● 去耦电容的引线不能过长,特别是高频旁路电容不能带引线。 印制电路板的尺寸与器件的配置 印制电路板大小要适中,过大时印制线条长,阻抗增加,不仅抗噪声能力下降,成本也高;过小,则散热不好,同时易受临近线条干扰。 在器件布置方面与其它逻辑电路一样,应把相互有关的器件尽量放得靠近些,这样可以获得较好的抗噪声效果。时种发生器、晶振和CPU的时钟输入端都易产生噪声,要相互靠近些。易产生噪声的器件、小电流电路、大电流电路等应尽量远离逻辑电路,如有可能,应另做电路板,这一点十分重要。 五、热设计 从有利于散热的角度出发,印制版最好是直立安装,板与板之间的距离一般不应小于2cm,而且器件在印制版上的排列方式应遵循一定的规则: ● 对于采用自由对流空气冷却的设备,最好是将集成电路(或其它器件)按纵长方式排列;对于采用强制空气冷却的设备,最好是将集成电路(或其它器件)按横长方式排列: ● 同一块印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列,发热量小或耐热性差的器件(如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等)放在冷却气流的最上流(入口处),发热量大或耐热性好的器件(如功率晶体管、大规模集成电路等)放在冷却气流最下游。 ● 在水平方向上,大功率器件尽量靠近印制板边沿布置,以便缩短传热路径;在垂直方向上,大功率器件尽量靠近印制板上方布置,以便减少这些器件工作时对其它器件温度的影响。 ● 对温度比较敏感的器件最好安置在温度最低的区域(如设备的底部),千万不要将它放在发热器件的正上方,多个器件最好是在水平面上交错布局。 ● 设备内印制板的散热主要依靠空气流动,所以在设计时要研究空气流动路径,合理配置器件或印制电路板。空气流动时总是趋向于阻力小的地方流动,所以在印制电路板上配置器件时,要避免在某个区域留有较大的空域。整机中多块印制电路板的配置也应注意同样的问题。 大量实践经验表明,采用合理的器件排列方式,可以有效地降低印制电路的温升,从而使器件及设备的故障率明显下降。 以上所述只是印制电路板可靠性设计的一些通用原则,印制电路板可靠性与具体电路有着密切的关系,在设计中不还需根据具体电路进行相应处理,才能最大程度地保证印制电路板的可靠性。以上就是LED技术的相关知识,相信随着科学技术的发展,未来的LED灯回越来越高效,使用寿命也会由很大的提升,为我们带来更大便利。

    时间:2020-05-27 关键词: 电路板 PCB 可靠性

  • 电源可靠性预测方法,你知道吗?

    电源可靠性预测方法,你知道吗?

    什么是电源可靠性预测?应该怎么做?数据手册是元器件、模块或系统性能的全面的、经测试和经验证信息的完美信息库。在电源单元(PSU)的情况下,数据手册为工程师提供了大量的性能参数,包括纹波和噪声、效率、调节精度、隔离电压、电磁排放量等。所提供的信息的数量和详细程度为用户在任何给定应用中实现预期性能提供了极大的信心。 但另一个重要的性能参数——电源可靠性又如何呢?事实上,当今的知名制造商提供的电源单元(PSU)具有极长的寿命。其寿命在由可靠性标准(如MIL-HDBK-217或Telcordia)规定的测试条件下进行了精确预测。更重要的是,经验表明,除了这些严格定义的参数之外,高质量的电源单元PSU也提供超长寿命。 但是,系统设计人员仍然面临一个问题:在这些测试条件以外的条件下操作时,他们如何自信地预测电源单元(PSU)的平均寿命?各种各样常见因素可能打破这些条件,如:热、冲击和振动、电源电压的瞬态波动、电解电容的老化等都可能引起过早失效。因此,数据手册的标准寿命额定值很少完全适用于真实世界的产品。 同时,无法控制最终产品的可靠性是难以接受的。品牌的声誉是一笔宝贵的财富。处置和维修的环境和费用成本也是一种浪费。 那么,系统设计工程师怎样才能自信地预估商用现货(COTS)电源单元的可靠性?而且,最大限度地提高信心水平的最有效的方法是什么? 制造商的可靠性数据的限制 最常用的表征一个新的COTS PSU的寿命的值是故障前平均时间(MTTF)或平均故障间隔时间(MTBF)值。故障前平均时间(MTTF)在恒定工作(环境)温度下通常为数千小时。 当然,故障前平均时间(MTTF)并没有给出从大量单元中随机抽取的任何单个单元的失效时间:MTTF是一个平均值。有的单元的寿命比额定MTTF值更长,有的则会更早失效。事实上,假定一个恒定的故障率在电子设备的操作条件下是不切实际的假设,单个单元的寿命能够持续到MTTF值的概率只有37%。换句话说,故障前平均时间(MTTF)经过69%后,半数的单元将失效,如图1所示。 这是因为,具有恒定故障率的故障由一个指数因子表征,如以下等式所示,用于计算元器件在给定时间后没有发生故障的可能性:R(t) = e-λt 其中:λ = 元器件的平均故障率 PSU制造商采用基于高度加速测试的模型以预测其产品的故障率。他们不能在正常操作条件下运行PSU的测试,并等待观察故障,因为需要许多年的时间来收集统计显著性数据。因此,他们将其产品暴露于过高的温度、振动、电流和电压应力下,以便使它们迅速失效。 显然,需要一种合理的方法将加速测试的结果转换成数据手册中的MTTF值;有信誉的PSU制造商应认真核实并完善自己的方法,以确保其能反映用户的真实世界体验。 因此,到目前为止,我们也许可以信任由值得信赖的制造商指定的数据手册中的MTTF值。但由于它仅适用于很窄的工作条件,当在一系列竞争产品中进行选择时,最好仅将它作为一个比较工具。换句话说,MTTF适用于指示在类似条件下经过测试的不同PSU的相对寿命。 但是,任何给定应用中的MTTF真实值高度依赖于该应用的操作条件。温度对寿命的影响最大,但寿命也受输入和输出电流和电压的绝对水平、这些参数的变化率、机械应力以及其他因素的影响。 因此,尽管MTTF值是基于一系列的“典型”和恒定操作条件而计算的,但许多用户的应用将在以下条件下运行: ·充满变化 ·与“典型”值不同 即使应用具有恒定的条件,这些条件也几乎不可能与数据手册的典型应用条件相同。 因此,当在任何给定的真实世界应用中估计故障率的时候,数据手册中的故障率和可靠性信息仅能提供有限的效用。电源系统设计人员必须设计适应其终端产品的最大可接受的故障率。不管该目标故障率是几乎为零(在任务关键型应用中)还是每10,000小时一次故障(在低成本消费产品的情况下),设计人员都必须具有高度信心,使现场的实际故障率至少达到最低目标。 如上所述,数据表中的MTTF不能提供如此高的信心水平,除非在规定的恒定操作条件下。那么,电源系统设计人员怎样才能更自信地预测真实世界的故障率?答案是,部分是艺术,部分是科学。 科学是指有信誉的PSU供应商提供的附加数据集。例如,村田电源、Vicor和CUI等制造商都提供现场数据:声明返厂进行维修或更换的PSU故障率观察值。该声明基于对每个失效单元的检查,并提供故障原因分析。 该声明可以帮助PSU的特定型号的潜在用户: 通过审查它与现场故障率观察值之间的相关性来验证 MTTF的计算,如图2所示。 确定可能引起大多数故障的特定操作条件、应力或元器件。 图2:PSU的寿命有三个阶段:“早期故障率”在第一阶段很高,持续时间约24小时。装运前预烧可避免这些“早期故障率”故障 有信誉的制造商还提供了设计工程师可以学习的如何优化其PSU方案的详细的应用笔记。例如,SL Power等供应商的应用笔记提供了有关热和机械设计的有用指导,并体现了其设计优化过程的细节深度。遵循制造商的指南将有助于最大限度延长PSU的使用寿命。 第二个附加数据点可以根据请求提供给用户,例如,Vicor电源:专为用户应用的典型操作条件而定制的应用专用的MTTF额定值。即使考虑到加速测试方法所固有的不确定性,以及用户自己的应用操作条件的不确定性,与基于典型工作条件的标准MTTF值相比,该定制MTTF值仍然提供了对用户应用中的各种Vicor PSU的更可靠的平均故障率预估。 每个有信誉的PSU制造商可提供的第三个数据点是热图,它显示了该电源单元的安全操作曲线,以及它如何受到应用中的改变(如增加一个冷却气流)的影响。 但是,即使加上这些数据,也无法保证可以在任何给定应用中绝对确定地计算平均故障率:变量的数量影响PSU的工作,制造商测试方法固有的不确定性也太大。事实上,随机真实世界事件所固有的不确定性的性质已经对一些最伟大的科学家提出了挑战:据说,Alan Turing这样对同事描述过这个问题: “在一个城镇中,你如何通过看到的随机车牌最好地估计整个城镇的出租车数量?” 那么,科学只提供了部分答案;电源系统设计人员还必须运用工程师的艺术。经验为设计人员提供了对于每个制造商的数据的可靠性直觉。通过检查自己产品的现场故障,OEM设计人员可以建立实际故障率的图像、故障的原因,并与他们仅基于制造商的数据所形成的期望做比较。看它们是否有密切的相关性,或实际上性能更好还是更差?以及与预期性能有多大差距? 工程师对这些问题的直觉有助于加强其通过测量和统计计算结果来预估故障率的信心。 有信心地预测 当数据手册描述了PSU的可靠性或不可靠信息时,它具有明显的数学确定性。但是,这些数据本身在任何给定应用中预测MTTF时仅提供了有限的信心。 但当设计工程师选择的PSU来自一家已知的、有信誉的制造商,或者当他们对制造商的数据有自己的经验,或受信任的第三方(如电源分销商)的经验时,他们可以对其寿命性能有更高的信心。总之,这些产品已经积累了多年的知识经验,但令人惊讶的是,并非所有经验的获得都需要很高的代价。 换句话说,帮助工程师对PSU的使用寿命做出良好判断的不是单纯的艺术,也不是单纯的科学,而是艺术与科学的结合。以上就是电源可靠性预测解析,希望能给大家帮助。

    时间:2020-05-17 关键词: 可靠性 电源 预测

  • 军用开关电源可靠性技术,你了解吗?

    军用开关电源可靠性技术,你了解吗?

    你知道军用开关电源可靠性技术吗?本文对影响军用 PWM 型开关稳压电源可靠性的因素作出较为详细的分析比较,并从工程实际出发提出一些提高开关电源可靠性的建议。 电子产品,特别是军用稳压电源的设计是一个系统工程,不但要考虑电源本身参数设计,还要考虑电气设计、电磁兼容设计、热设计、安全性设计、三防设计等方面。因为任何方面那怕是最微小的疏忽,都可能导致整个电源的崩溃,所以我们应充分认识到电源产品可靠性设计的重要性。 2、开关电源电气可靠性设计 2.1 供电方式的选择 集中式供电系统各输出之间的偏差以及由于传输距离的不同而造成的压差降低了供电质量,而且应用单台电源供电,当电源发生故障时可能导致系统瘫痪。分布式供电系统因供电单元靠近负载,改善了动态响应特性,供电质量好,传输损耗小,效率高,节约能源,可靠性高,容易组成 N + 1 冗余供电系统,扩展功率也相对比较容易。所以采用分布式供电系统可以满足高可靠性设备的要求。 2.2 电路拓扑的选择 开关电源一般采用单端正激式、单端反激式、双管正激式、双单端正激式、双正激式、推挽式、半桥、全桥等八种拓扑。单端正激式、单端反激式、双单端正激式、推挽式的开关管的承压在两倍输入电压以上,如果按 60 %降额使用,则使开关管不易选型。在推挽和全桥拓扑中可能出现单向偏磁饱和,使开关管损坏,而半桥电路因为具有自动抗不平衡能力,所以就不会出现这个问题。双管正激式和半桥电路开关管的承压仅为电源的最大输入电压,即使按 60 %降额使用,选用开关管也比较容易。在高可靠性工程上一般选用这两类电路拓扑。 2.3 控制策略的选择 在中小功率的电源中,电流型 PWM 控制是大量采用的方法,它较电压控制型有如下优点:逐周期电流限制,比电压型控制更快,不会因过流而使开关管损坏,大大减小过载与短路的保护;优良的电网电压调整率;迅捷的瞬态响应;环路稳定,易补偿;纹波比电压控制型小得多。生产实践表明电流控制型的 50W 开关电源的输出纹波在 25mV 左右,远优于电压控制型。 硬开关技术因开关损耗的限制,开关频率一般在 350kHz 以下,软开关技术是应用谐振原理,使开关器件在零电压或零电流状态下通断,实现开关损耗为零,从而可将开关频率提高到兆赫级水平,这种应用软开关技术的变换器综合了 PWM 变换器和谐振变换器两者的优点,接近理想的特性,如低开关损耗、恒频控制、合适的储能元件尺寸、较宽的控制范围及负载范围,但是此项技术主要应用于大功率电源,中小功率电源中仍以 PWM 技术为主。 2.4 元器件的选用 因为元器件直接决定了电源的可靠性,所以元器件的选用非常重要。元器件的失效主要集中在以下四个方面: (1) 制造质量问题 质量问题造成的失效与工作应力无关。质量不合格的可以通过严格的检验加以剔除,在工程应用时应选用定点生产厂家的成熟产品,不允许使用没有经过认证的产品。 (2) 元器件可靠性问题 元器件可靠性问题即基本失效率的问题,这是一种随机性质的失效,与质量问题的区别是元器件的失效率取决于工作应力水平。在一定的应力水平下,元器件的失效率会大大下降。为剔除不符合使用要求的元器件,包括电参数不合格、密封性能不合格、外观不合格、稳定性差、早期失效等,应进行筛选试验,这是一种非破坏性试验。通过筛选可使元器件失效率降低 1 ~ 2 个数量级,当然筛选试验代价 ( 时间与费用 ) 很大,但综合维修、后勤保障、整架联试等还是合算的,研制周期也不会延长。电源设备主要元器件的筛选试验一般要求: ① 电阻在室温下按技术条件进行 100 %测试,剔除不合格品。 ② 普通电容器在室温下按技术条件进行 100 %测试,剔除不合格品。 ③ 接插件按技术条件抽样检测各种参数。 ④ 半导体器件按以下程序进行筛选: 目检 → 初测 → 高温贮存 → 高低温冲击 → 电功率老化 → 高温测试 → 低温测试 → 常温测试 筛选结束后应计算剔除率 Q Q=(n / N)×100% 式中: N—— 受试样品总数; n—— 被剔除的样品数; 如果 Q 超过标准规定的上限值,则本批元器件全部不准上机,并按有关规定处理。 在符合标准规定时,则将筛选合格的元器件打漆点标注,然后入专用库房供装机使用。 (3) 设计问题 首先是恰当地选用合适的元器件: ① 尽量选用硅半导体器件,少用或不用锗半导体器件。 ② 多采用集成电路,减少分立器件的数目。 ③ 开关管选用 MOSFET 能简化驱动电路,减少损耗。 ④ 输出整流管尽量采用具有软恢复特性的二极管。 ⑤ 应选择金属封装、陶瓷封装、玻璃封装的器件。禁止选用塑料封装的器件。 ⑥ 集成电路必须是一类品或者是符合 MIL - M - 38510 、 MIL - S - 19500 标准 B - 1 以上质量等级的军品。 ⑦ 设计时尽量少用继电器,确有必要时应选用接触良好的密封继电器。 ⑧ 原则上不选用电位器,必须保留的应进行固封处理。 ⑨ 吸收电容器与开关管和输出整流管的距离应当很近,因流过高频电流,故易升温,所以要求这些电容器具有高频低损耗和耐高温的特性。 在潮湿和盐雾环境下,铝电解电容会发生外壳腐蚀、容量漂移、漏电流增大等情况,所以在舰船和潮湿环境,最好不要用铝电解电容。由于受空间粒子轰击时,电解质会分解,所以铝电解电容也不适用于航天电子设备的电源中。 钽电解电容温度和频率特性较好,耐高低温,储存时间长,性能稳定可靠,但钽电解电容较重、容积比低、不耐反压、高压品种 (>125V) 较少、价格昂贵。 关于降额设计: 电子元器件的基本失效率取决于工作应力 ( 包括电、温度、振动、冲击、频率、速度、碰撞等 ) 。除个别低应力失效的元器件外,其它均表现为工作应力越高,失效率越高的特性。为了使元器件的失效率降低,所以在电路设计时要进行降额设计。降额程度,除可靠性外还需考虑体积、重量、成本等因素。不同的元器件降额标准亦不同,实践表明,大部分电子元器件的基本失效率取决于电应力和温度,因而降额也主要是控制这两种应力,以下为开关电源常用元器件的降额系数: ① 电阻的功率降额系数在 0.1 ~ 0.5 之间。 ② 二极管的功率降额系数在 0.4 以下,反向耐压在 0.5 以下。 ③ 发光二极管电压降额系数在 0.6 以下,功率降额系数在 0.6 以下。 ④ 功率开关管电压降额系数在 0.6 以下,电流降额系数在 0.5 以下。 ⑤ 普通铝电解电容和无极性电容的电压降额系数在 0.3 ~ 0.7 之间。 ⑥ 钽电容的电压降额系数在 0.3 以下。 ⑦ 电感和变压器的电流降额系数在 0.6 以下。 (4) 损耗问题 损耗引起的元器件失效取决于工作时间的长短,与工作应力无关。铝电解电容长期在高频下工作会使电解液逐渐损失,同时容量亦同步下降,当电解液损失 40 %时,容量下降 20 %;电解液损失 0 %时,容量下降 40 %,此时电容器芯子已基本干涸,不能再予使用。为防止发生故障,一般情况下应在图纸上标明铝电解电容器更换的时间,到期强迫更换。 2.5 保护电路的设置 为使电源能在各种恶劣环境下可靠地工作,应设置多种保护电路,如防浪涌冲击、过压、欠压、过载、短路、过热等保护电路。 3、电磁兼容性 (EMC) 设计 开关电源因采用脉冲宽度调制 (PWM) 技术,其脉冲波形呈矩形,上升沿与下降沿均包含大量的谐波成分,另外输出整流管的反向恢复也会产生电磁干扰 (EMI) ,这是影响可靠性的不利因素,因而使电磁兼容性成为系统的重要问题。 如图 1 所示,产生电磁干扰有三个必要条件:干扰源、传输介质、敏感的接收单元, EMC 设计就是破坏这三个条件中的一个。 图 1 形成电磁干扰的三个条件: 对于开关电源而言,主要是抑制干扰源,干扰源集中在开关电路与输出整流电路。采用的技术包括滤波技术、布局与布线技术、屏蔽技术、接地技术、密封技术等。 EMI 按传播途径分为传导干扰和辐射干扰。传导噪声的频率范围很宽,从 10kHz ~ 30MHz ,我们虽然知道产生干扰的原因,但从效率上来讲,通过控制脉冲波形的上升与下降时间来解决未必是一个好办法,解决办法之一是加装电源 EMI 滤波器、输出滤波器及吸收电路,参见图 2 。 电源 EMI 滤波器实际上是一种低通滤波器,它毫无衰减地把 50Hz 或 400Hz 交流电能传递给电子设备,却大大衰减传入的干扰信号,同时又能抑制设备本身产生的干扰信号,防止它窜入电网,危害公网其它设备。选择 EMI 滤波器是根据插入损耗的大小来选择滤波器网络结构和元器件参数,根据实际要求选择额定电压、额定电流、漏电流、绝缘电阻、温度条件等参数。电源 EMI 滤波器最好安装在机壳电源线进口的插座附近。抑制输出噪声的对策基本上按 10kHz ~ 150kHz 、 150kHz ~ 10MHz 、 10MHz 以上三个频段来解决。 10kHz ~ 150kHz 范围内主要是常态噪声,一般采用通用 LC 滤波器来解决。 150kHz ~ 10MHz 范围内主要是共模成分的噪声,通常采用共模抑制滤波器来解决。共模扼流圈要采用导磁率高、频率特性较佳的铁氧体磁性材料,电感量在( 1 ~ 2 ) mH 、电容量在 3300pF ~ 4700pF 之间,如果控制低频段的噪声,可以适当加大 LC 的取值。在 10MHz 以上频率段的对策是改进滤波器的外形。输出整流二极管的反向恢复也会引起电磁干扰,这种情况可以采用 RC 吸收电路来抑制电流的上升率,通常 R 在 (2 ~ 20)Ω 之间, C 在 1000pF ~ 10nF 之间, C 应选用高频瓷介电容。 良好的布局和布线技术也是控制噪声的一个重要手段。为减少噪声的发生和防止由噪声导致的误动作,应注意以下几点: ① 尽量缩小由高频脉冲电流所包围的面积。 ② 缓冲电路尽量贴近开关管和输出整流二极管。 ③ 脉冲电流流过的区域远离输入输出端子,使噪声源和出口分离。 ④ 控制电路和功率电路分开,采用单点接地方式,大面积接地容易引起天线作用,所以建议不要采用大面积接地方式。 ⑤ 必要时可以将输出滤波电感安置在地回路上。 ⑥ 采用多只低 ESR (等效串联电阻)的电容并联滤波。 ⑦ 采用铜箔进行低感低阻配线。 ⑧ 相邻印制线之间不应有过长的平行线,走线尽量避免平行,采用垂直交叉方式,线宽不要突变,也不要突然拐角。禁止环形走线。 ⑨ 滤波器的输入和输出线必须分开。禁止将开关电源的输入线和输出线捆扎在一起。 对于辐射干扰主要应用密封屏蔽技术,在结构上实行电磁封闭,要求外壳各部分之间具有良好的电磁接触,以保证电磁的连续性。目前为减少重量大都采用铝合金外壳,但铝合金导磁性能差,因而外壳需要镀一层镍或喷涂导电漆,内壁贴覆高导磁率的屏蔽材料。外壳永久连接处用导电胶粘牢或采用连续焊缝结构,需拆卸的可以用导电橡胶条压紧来保证电磁连续性。导电材料要求导电性能高、有弹性、具有最小的宽厚比。 4、电源设备可靠性热设计 除了电应力之外,温度是影响设备可靠性最重要的因素。电源设备内部的温升将导致元器件的失效,当温度超过一定值时,失效率将呈指数规律增加,温度超过极限值时将导致元器件失效。国外统计资料表明电子元器件温度每升高 2℃ ,可靠性下降 10 %;温升 50℃ 时的寿命只有温升 25℃ 时的 1/6 。需要在技术上采取措施限制机箱及元器件的温升,这就是热设计。热设计的原则,一是减少发热量,即选用更优的控制方式和技术,如移相控制技术、同步整流技术等,另外就是选用低功耗的器件,减少发热器件的数目,加大加粗印制线的宽度,提高电源的效率。二是加强散热,即利用传导、辐射、对流技术将热量转移,这包括采用散热器、风冷 ( 自然对流和强迫风冷 ) 、液冷 ( 水、油 ) 、热电致冷、热管等方法。 强迫风冷的散热量比自然冷却大十倍以上,但是要增加风机、风机电源、联锁装置等,这不仅使设备的成本和复杂性增加,而且使系统的可靠性下降,另外还增加了噪声和振动,因而在一般情况下应尽量采用自然冷却,而不采用风冷、液冷之类的冷却方式。在元器件布局时,应将发热器件安放在下风位置或在印制板的上部,散热器采用氧化发黑工艺处理,以提高辐射率,不允许用黑漆涂覆。喷涂三防漆后会影响散热效果,需要适当加大裕量。散热器安装器件的平面要求光滑平整,一般在接触面涂上硅脂以提高导热率。变压器和电感线圈应选用较粗的导线来抑制温升。 5、安全性设计 对于电源而言,安全性历来被确定为最重要的性能之一,不安全的产品不但不能完成规定的功能,而且还有可能发生严重事故,造成机毁人亡的巨大损失。为保证产品具有相当高的安全性,必须进行安全性设计。电源产品安全性设计的内容主要是防止触电和烧伤。 对于商用设备市场,具有代表性的安全标准有 UL 、 CSA 、 VDE 等,内容因用途而异,容许泄漏电流在 05mA ~ 5mA 之间,我国军用标准 GJB1412 规定的泄漏电流小于 5mA 。电源设备对地泄漏电流的大小取决于 EMI 滤波器电容 Cy 的容量,如图 2 所示。从 EMI 滤波器角度出发电容 Cy 的容量越大越好,但从安全性角度出发电容 Cy 的容量越小越好,电容 Cy 的容量根据安全标准来决定。若电容 Cx 的安全性能欠佳,电网瞬态尖峰出现时可能被击穿,它的击穿虽然不危及人身安全,但会使滤波器丧失滤波功能。为了防止误触电,插头座原则上产品端 ( 非电源端 ) 为针,电网端 ( 电源端 ) 为孔;电源设备之输入端为针,输出端为孔。 为了防止烧伤,对于可能与人体接触的暴露部件 ( 散热器、机壳等 ) ,当环境温度为 25℃ 时,其最高温度不应超过 60℃ ,面板和手动调节部分的最高温度不超过 50℃ 。 6、三防设计 三防设计是指防潮设计、防盐雾设计和防霉菌设计。 在设计时,对于密封有要求的元器件应采取密封措施;对于不可修复的组合装置可采用环氧树脂灌封;所用元器件、原材料的吸湿度应较小,不得使用含有棉、麻、丝等易霉制品;对密封机箱、机柜应设置防护网,以防昆虫和啮齿动物进入;直接暴露在大气中装置的外顶部不应采用凹陷结构,避免积水导致腐蚀;可以选用耐蚀材料,再通过镀、涂或化学处理使电子设备及其零部件的表面覆盖一层金属或非金属保护膜,隔离周围介质;在结构上采用密封或半密封形式来隔绝外部不利环境;对印制板及组件表面涂覆专用的三防清漆可以有效地避免导线之间的电晕、击穿,提高电源的可靠性;电感、变压器应进行浸漆、端封,以防潮气进入引发短路事故。 7、结语 以上建议只适用于军用电源,对于商用和工业用产品可以在某些方面作出不同的选择。总之,电源设备可靠性的高低,不仅与电气设计,而且同元器件、结构、装配、工艺、加工质量等方面有关。可靠性是以设计为基础,在实际工程应用上,还应通过各种试验取得反馈数据来完善设计,进一步提高电源的可靠性。以上就是军用开关电源可靠性技术,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-30 关键词: 可靠性 开关电源 军用

  • 大街小巷的LED,LED产品及统的EMC的可靠性如何检测?

    大街小巷的LED,LED产品及统的EMC的可靠性如何检测?

    相信大家都见过LED,那么你知道如何检测LED产品及统的EMC的可靠性?LED体积小、耗能低、寿命长、环保、低热量等优点,促使其飞速发展、被广泛应用于各个领域。其中,寿命长是LED的很重要的一个优势。要保证LED的这一优点,研发人员就要保证LED系统的良好的EMC和可靠性。本文根据实例解析如何检测LED系统的EMC和可靠性。 电源系统的兼容性 向LED或LED阵列提供电功率是LED照明器件与系统从设计到实施,以及保证终端用户都可靠的工作状态,并与供电源系统有良好性必须考虑的重要问题。电源系统包括了人们日常生活中的各种电气基础设施和市电电网公共设施。 研究表明通常情况下,用户具备并操作的电源设备通常会存在种种不太合理的连线或者接地处理错误。当外部公共电源设施发生普遍电流干扰时,不合理甚至错误的连线或接地处理会加剧干扰的程度,增加用户电子照明器件的损坏几率,严重时还会造成器件的永久性破坏。 LED照明器件和系统必须具有能在日常电气环境下正常工作的能力。典型的日常电气环境包括室内外照明、商场和工厂等建筑内外的照明设施以及市政电线杆上的LED路灯、探照灯等。 LED照明器件及系统的可靠性 首先,什么是可靠性?其定义为—产品在规定的条件和规定的时间内,完成规定的功能的能力。随着科学技术的发展,现代华的操作机器、工程装备、交通工具和各类探索食品的设计越来越复杂,功能越来越完善,因此这些电子、电气产品的性能优劣变得越来越明显。 同时,这些机器和设备等的可靠性渐渐受到了人们广泛的重视,这种可靠性就被称为系统可靠性。可靠性的指标要求是随着系统越复杂而更高的,如果可靠性达不到系统指标的要求,则系统出寿阳的可能性愈大、造成的损失也愈大。这些损失包括经济上、信誉上,甚至是造成生命安全或更严重的空难性等后果。譬如汽车的制动系统的不可靠或工作失误可导致刹车失灵,很有可能造成重大损失甚至生命危险;重大的投票选举时,如果采用计算机系统统计,若此时系统失效而打乱了统计结果,后果将不堪设想。因此,可以说系统可靠性概念的引入,对电子产品有着重大的意义。 提高系统的可靠性,一方面要提高构成系统的各元件本身的可靠性,如:要提高汽车制动的可靠性,首先要提高刹车位、控制系统等的可靠性。另一方面还要提高系统承受误操作的可靠性。 提高系统的可靠性的根源在于系统的设计。要使系统的元器件工作在正常状态下,没有过载超负荷等现象的发生,并且要有一定的余量。也可以通过设计备用方案,使系统即使有个元器件或设备出现故障仍能正常工作。当然备用方案的设计有可能增加系统的复杂性和成本,但是如果设计得合理,在成本的增加和使系统的可靠性提高上有很好的性价比,是完全值得的。 LED照明器件及系统的兼容性 电子产品的兼容性问题主要是电磁兼容性(EMC),定义为设备、系统、子系统在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即该设备、系统、子系统不会由于受到处于同一电磁环境中其他设备的电磁发射寻到或遭受不允许的性能降低,也不会使同一电磁环境中其他设备、系统、子系统因它的电磁发射而导致或遭受不允许的性能降低。电磁兼容性包括两方面:电磁干扰(EMI)和电磁耐受(EMS)。 前者主要表现为传导干扰和辐射干扰,传导干扰主要是局子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给电网络或电子设备。而后者主要指系统对诸如静电放电、辐射、脉冲群、雷击、传导等干扰的耐受能力,即抗干扰能力。电子产品一般划分为民用级、工业级和军用级产品,不同等级的产品有着不同的标准规定,产品在特定等级下满足这些标准的产品,被称为具有电磁兼容性。对于如何来评判产品是否具有电磁兼容性?这就需要通过一系列的兼容性测试来完成了。 电磁兼容性测试 前面已提到过,系统的电磁兼容性测试可分为电磁干(EMI)和电磁耐受(EMS)两方面,具体运用在LED照明器件及系统的几个重要步骤为: 传导干扰 传导干扰是指LED照明器件本身产生,从而进行导体运输的电磁干扰。这种测试频率范围一般为9KHz~30MHz,属于低频现象。 辐射干扰 辐射干扰也是由器件身身产生,并通过空间传播形成的干扰电磁波。LED照明器由内部电路通过产品的电线电缆或结构件外壳形成对外的辐射干扰,相当于天线发射效应。 谐波电流干扰 产生谐波电流的原因这一是非线性的负载,谐波电流干扰将影响电源电流的波形,使其畸变,这种干扰会对电网造成污染必须加以控制。 静电放电抗干扰能力 人体带有静电,这种现象在干燥的冬季更为严重,在这种环境下的摩擦很容易寻到人体携带大量的静电,此时如果人体触摸LED产品或与其邻近设备,会形成直接或间接的放电,产生的脉冲电压可能导致LED的击穿损毁,因此对LED产品的抗静电能力有非常高的要求。 快速瞬变脉冲群干扰的抵抗能力 产品的继电器开合或开关通断,也会对同一电路中的其他电子器件产生干扰,具有脉冲群出现、脉冲重复占用率较高及脉冲波形的上升时间短暂等特征。 雷击浪涌抗干扰能力 雷击在电缆上形成能量很大的浪涌电压和电流,很容易导致器件的损坏。此外,大型开关切换瞬间也会在供电线路上形成浪涌电压和电流。 周波跌落抗干扰能力 电压跌落、短时中断和电压变化统称为周波跌落。周波跌落干扰的抵抗能力指标考核了该LED照明器件是否具备工作在不稳定的电网中的能力。以上测试步骤,前三项为EMI指标,后四项为EMS指标。值得流溢的是,对自整流的LED照明产品,测试时只需要对输入端进行试验,而非自整流的LED照明产品,则需要分别试验配套的驱动控制电路的输入、输出和LED产品的输入端。以上就是检测LED产品及统的EMC的可靠性方法,希望能给大家帮助。

    时间:2020-04-23 关键词: 可靠性 emc led产品

  • LED的社会角色重要,那么如何提高可靠性?

    LED的社会角色重要,那么如何提高可靠性?

    社会中的LED以及普及,为我们的生活带来便利,那么你真的了解它吗?要普及LED灯具不但需要大幅度降低成本,还需要解决技术性的问题。如何解决能效和可靠性这些难题,PowerIntegrations市场营销副总裁DougBailey分享了高效高可靠LED驱动设计的心得。 一、不要使用双极型功率器件 DougBailey指出由于双极型功率器件比MOSFET便宜,一般是2美分左右一个,所以一些设计师为了降低LED驱动成本而使用双极型功率器件,这样会严重影响电路的可靠性,因为随着LED驱动电路板温度的提升,双极型器件的有效工作范围会迅速缩小,这样会导致器件在温度上升时故障从而影响LED灯具的可靠性,正确的做法是要选用MOSFET器件,MOSFET器件的使用寿命要远远长于双极型器件。 二、尽量不要使用电解电容 LED驱动电路中到底要不要使用电解电容?目前有支持者也有反对者,支持者认为如果可以将电路板温度控制好,依次达成延长电解电容寿命的目的。 例如选用105度寿命为8000小时的高温电解电容,根据通行的电解电容寿命估算公式“温度每降低10度,寿命增加一倍”,那么它在95度环境下工作寿命为16000小时,在85度环境下工作寿命为32000小时,在75度环境下工作寿命为64000小时,假如实际工作温度更低,那么寿命会更长!由此看来,只要选用高品质的电解电容对驱动电源的寿命是没有什么影响的! 还有的支持者认为由无电解电容带来的高纹波电流而导致的低频闪烁会对某些人眼造成生理上的不适,幅度大的低频纹波也会导致一些数码像机设备出现差频闪烁的亮暗栅格。所以,高品质光源灯具还是需要电解电容的。不过反对者则认为电解电容会自然老化,另外,LED灯具的温度极难控制,所以电解电容的寿命必然会减少,从而影响LED灯具的寿命。 对此,DougBailey认为,在LED驱动电路输入部分可以考虑不用电解电容,实际上使用PI的LinkSwitch-PH就可以省去电解电容,PI的单级PFC/恒流设计可以让设计师省去大容量电容,在输出电路中,可以用高耐压陶瓷电容来代替电解电容从而提升可靠性。“有的人在设计两级电路的时候,在输出采用了一个400V的电解电容,这会严重影响电路的可靠性,建议采用单级电路用陶瓷电容就可以了。”他强调。“对于不太关注调光功能、高温环境及需要高可靠性的工业应用来说,我强烈建议不采用电解电容进行设计。” 三、MOSFET的耐压不低于700V 耐压600V的MOSFET比较便宜,很多认为LED灯具的输入电压一般是220V,所以耐压600V足够了,但是很多时候电路电压会到340V,在有浪涌的时候,600V的MOSFET很容易被击穿,从而影响了LED灯具的寿命,实际上选用600VMOSFET可能节省了一些成本但是付出的却是整个电路板的代价,所以,“不要选用600V耐压的MOSFET,最好选用耐压超过700V的MOSFET。”他强调。 四、尽量使用单级架构电路 Doug表示有些LED电路采用了两级架构,即“PFC(功率因数校正)+隔离DC/DC变换器”的架构,这样的设计会降低电路的效率。例如,如果PFC的效率是95%,而DC/DC部分的效率是88%,则整个电路的效率会降低到83.6%! “PI的LinkSwitch-PH器件同时将PFC/CC控制器、一个725VMOSFET和MOSFET驱动器集成到单个封装中,将驱动电路的效率提升到87%!”Doug指出,“这样的器件可大大简化电路板布局设计,最多能省去传统隔离反激式设计中所用的25个元件!省去的元件包括高压大容量电解电容和光耦器。”Doug表示LED两级架构适用于必须使用第二个恒流驱动电路才能使PFC驱动LED恒流的旧式驱动器。这些设计已经过时,不再具有成本效益,因此在大多数情况下都最好采用单级设计。 五、尽量使用MOSFET器件 如果设计的LED灯具功率不高,那么建议可以使用集成了MOSFET的LED驱动器产品,因为这样做的好处是集成MOSFET的导通电阻少,产生的热量要比分立的少,另外,就是集成的MOSFET是控制器和FET在一起,一般都有过热关断功能,在MOSFET过热时会自动关断电路达到保护LED灯具的目的,这对LED灯具非常重要,因为LED灯具一般很小巧且难以进行空气散热。现在的LED灯或许会有一些问题,但是我们相信随着科学技术的快速发展,在我们科研人员的努力下,这些问题终将呗解决,未来的LED一定是高效率,高质量的。

    时间:2020-04-20 关键词: LED 可靠性 显示屏

  • 低功率LED可靠性如何测试?

    低功率LED可靠性如何测试?

    什么是低功率LED?它的可靠性如何测试?一般来说,LED的可靠性是以半衰期(即光输出量减少到最初值一半的时间)来表征,大概在1万到10万小时之间LED的可靠性测试包括静电敏感度特性、寿命、环境特性等指标的测试。 静电敏感度特性是指LED能承受的静电放电电压。某些LED由于电阻率较高,且正负电极距离很短,若两端的静电电荷累积到一定值时,这一静电电压会击穿PN结,严重时可将PN结击穿导致LED失效,因此必须对LED的静电敏感度特性进行测试,获得LED的静电放电故障临界电压。目前一般采用人体模式、机器模式、器件充电模式来模拟现实生活中的静电放电现象。 为了观察LED在长期连续使用情况下旋光性能的变化规律,需要对LED进行抽样试验,通过长期观察和统计获得LED寿命参数。对于LED环境特性的试验往往采用模拟LED在应用中遇到的各类自然侵袭,一般有:高低温冲击试验、湿度循环试验、潮湿试验、盐雾试验、沙尘试验、辐照试验、振动和冲击试验、跌落试验、离心加速度试验等。一般测试低功率LED的可靠性具体项目有以下几点: 1.焊锡耐热性:260℃±5℃,5Sec,外观和电气特性无异常。 2.温度循环试验:85℃(30min)——转换5min——40℃(30min) 为1cycle,,需做50cycle,外观和电气特性无异常。 3.热冲击试验:100℃(5min)——转换10sec——10℃(5min) 1cycle, 需做50cycle,外观和电气特性无异常。 4.高温储存试验:在温度100℃环境下放置1000Hrs,外观和电气特性无异常。 5.低温储存试验:在温度-40℃环境下放置1000Hrs,外观和电气特性无异常。 6.高温高湿放置试验:在温度85℃/相对湿度85%RH环境下放置1000Hrs,外观和电气特性无异常。 7.引脚拉力试验:依据引脚截面积的大小施加重力/30Sec,引脚须无拉脱及松动,电气特性无异常。 8.引脚弯折试验:依据引脚截面积的大小施加重力,弯折±90度(距本体3mm处)2回,引脚须无折断及松动,电气特性无异常。 9.寿命试验:施加IF电流,连续工作1000Hrs,外观和电气特性无异常。 备注:在环境与寿命可靠度试验后,需在25℃下放置24Hrs再测试电气特性。相信在未来的科学技术更加发达的时候,LED会以更加多种类的方式为我们的生活带来更大的方便,这就需要我们的科研人员更加努力学习知识,这样才能为科技的发展贡献自己的力量。

    时间:2020-04-15 关键词: LED 可靠性 低功率

  • LED封装可靠性影响因素

    LED封装可靠性影响因素

    在科技高度发展的今天,电子产品的更新换代越来越快,LED灯的技术也在不断发展,为我们的城市装饰得五颜六色。LED器件占LED显示屏成本约40%~70%,LED显示屏成本的大幅下降得益于LED器件的成本降低。LED封装质量的好坏对LED显示屏的质量影响较大。封装可靠性的关键包括芯片材料的选择、封装材料的选择及工艺管控。随着LED显示屏逐渐向着高端市场渗透,对LED显示屏器件的品质要求也越来越高。 LED显示屏器件封装所用的主要材料组成包括支架、芯片、固晶胶、键合线和封装胶等。SMD(Surface Mounted Devices)指表面贴装型封装结构LED,主要有PCB板结构的LED(ChipLED)和PLCC结构的LED(TOP LED)。本文主要研究TOP LED,下文中所提及的SMD LED均指的是TOP LED。下面从封装材料方面来介绍目前国内的一些基本发展现状。 LED支架 (1)支架的作用。PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)支架是SMD LED器件的载体,对LED的可靠性、出光等性能起到关键作用。 (2)支架的生产工艺。PLCC支架生产工艺主要包括金属料带冲切、电镀、PPA(聚邻苯二酰胺)注塑、折弯、五面立体喷墨等工序。其中,电镀、金属基板、塑胶材料等占据了支架的主要成本。 (3)支架的结构改进设计。PLCC支架由于PPA和金属结合是物理结合,在过高温回流炉后缝隙会变大,从而导致水汽很容易沿着金属通道进入器件内部从而影响可靠性。 为提高产品可靠性以满足高端市场需求的高品质的LED显示器件,部分封装成厂改进了支架的结构设计,如佛山市某光电股份有限公司采用先进的防水结构设计、折弯拉伸等方法来延长支架的水汽进入路径,同时在支架内部增加防水槽、防水台阶、放水孔等多重防水的措施。 该设计不仅节省了封装成本,还提高了产品可靠性,目前已经大范围应用于户外led显示屏产品中。通过SAM(Scanning Acoustic Microscope)测试折弯结构设计的LED支架封装后和正常支架的气密性,结果可以发现采用折弯结构设计的产品气密性更好。 芯片 LED芯片是LED器件的核心,其可靠性决定了LED器件乃至LED显示屏的寿命、发光性能等。LED芯片的成本占LED器件总成本也是很大的。随着成本的降低,LED芯片尺寸切割越来越小,同时也带来了一系列的可靠性问题。随着尺寸的缩小,P电极和N电极的pad也随之缩小,电极pad的缩小直接影响焊线质量,容易在封装过程和使用过程中导致金球脱离甚至电极自身脱离,最终失效。 同时,两个pad间的距离a也会缩小,这样会使得电极处电流密度的过度增大,电流在电极处局部聚集,而分布不均匀的电流严重影响了芯片的性能,使得芯片出现局部温度过高、亮度不均匀、容易漏电、掉电极、甚至发光效率低等问题,最终导致led显示屏可靠性降低。 键合线 键合线是LED封装的关键材料之一,它的功能是实现芯片与引脚的电连接,起着芯片与外界的电流导入和导出的作用。LED器件封装常用键合线包括金线、铜线、镀钯铜线以及合金线等。 (1)金线。金线应用广泛,工艺成熟,但价格昂贵,导致LED的封装成本过高。 (2)铜线。铜线代替金丝具有廉价、散热效果好,焊线过程中金属间化合物生长数度慢等优点。缺点是铜存在易氧化、硬度高及应变强度高等。尤其在键合铜烧球工艺的加热环境下,铜表面极易氧化,形成的氧化膜降低了铜线的键合性能,这对实际生产过程中的工艺控制提出更高的要求。 (3)镀钯铜线。为了防止铜线氧化,镀钯键合铜丝逐渐受到封装界的关注。镀钯键合铜丝具有机械强度高、硬度适中、焊接成球性好等优点非常适用于高密度、多引脚集成电路封装。 胶水 目前,LED显示屏器件封装的胶水主要包括环氧树脂和有机硅两类。 (1)环氧树脂。环氧树脂易老化、易受湿、耐热性能差,且短波光照和高温下容易变色,在胶质状态时有一定的毒性,热应力与LED不十分匹配,会影响LED的可靠性及寿命。所以通常会对环氧树脂进行攻性。 (2)有机硅。有机硅相比环氧树脂具有较高的性价比、优良的绝缘性、介电性和密着性。但缺点是气密性较差,易吸潮。所以很少被使用在LED显示屏器件的封装应用中。 另外,高品质LED显示屏对显示效果也提出特别的要求。有些封装厂采用添加剂的方式来改善胶水的应力,同时达到哑光雾面的效果。无外观破坏及标记损坏在IPA溶剂中浸泡5±0.5分钟,室温下干燥5分钟,然后擦拭10次。相信在未来的科学技术更加发达的时候,LED会以更加多种类的方式为我们的生活带来更大的方便,这就需要我们的科研人员更加努力学习知识,这样才能为科技的发展贡献自己的力量。

    时间:2020-04-09 关键词: LED 可靠性 封装

  • LED护栏管的可靠性分析

    LED护栏管的可靠性分析

    繁华的城市离不开LED灯的装饰,相信大家都见过LED,它的身影已经出现在了我们的生活的各个地方,也照亮着我们的生活。LED照明正处于蓬勃发展时期,各个城市的亮化工程正如火如荼的开展着,其中护栏管的应用尤其广泛,例如重庆的城市亮化工程、珠江的亮化工程都用了大量的LED护栏管。但是,自护栏管诞生起,就没离开过各种各样的质量问题。 国内的绝大部分工程都出现了质量问题,有些工程甚至是刚通过验收就花了。除了政府和其他业主的最低价中标策略, 缺乏良好的工程前期施工和验收的严格监管体制,从业厂家不注重开发,同质化低价竞争等导致市场上护栏管质量普遍低劣的因素以外,目前国内绝大多数LED护栏管厂家积累的经验太少,投入的研发力量少也是一个重要的因素。 本文将从几个方面来介绍护栏管的可靠性问题以及这些问题的解决方案,希望能给护栏管厂家,灯光工程公司及业主一些有价值的参考和借鉴。 2. LED护栏管需要解决的可靠性问题 2.1 防水 以前的LED护栏管是在外罩接口处用硅胶密封,内部LED、电路都是裸露的,由于昼夜温差大,外罩的端头与外罩热胀冷缩不同,导致硅胶密封处出现缝隙,下雨后雨水渗进内部,可想而知结果会怎么样。要解决这个问题,一定要求对内部电路和LED灌胶处理,外面外罩硅胶密封固然简单,但可靠性达不到在户外大规模应用的要求。 另一个问题就是电气连接的接头问题。很多厂家为了便宜往往选择塑胶接头,或者选择质量较差的金属接头,短时间的测试和使用,塑胶还没有变形,防水是没有问题,但是经过太阳的照射和昼夜温差变化,四季气候变化,塑胶就会变形,从而导致防水胶圈失效,雨水渗进接头内部导致电线短路,特别在带电状态,电线的腐蚀比不带电状态下高若干个数量级。本人曾经做的实验,信号线接触水后在8个小时通电状态下就已经腐蚀的象铁锈一样。较差的金属接头的价格只有正规厂家的几分之一,由于表面处理和本身材料问题,也容易被雨水腐蚀,导致信号短路。 2.2 防紫外线 LED护栏管由于要求混光,在外面都会加上外罩,外罩的材料选择是很多不规范公司降低成本的又一个手段,质量好的产品都会使用增加了抗紫外线的材料,如GE, 拜尔等材料,而质量不好的LED护栏管很多使用混合了水口料的材料,谈不上抗紫外线,太阳光比较大的地方,不到一个月,外罩就变成黄色的了,从而出光效果变差,透光率也大大减小。 2.3 防开裂 这个问题,还是外罩的问题,如果选择的是带水口料的材料,材料内应力很难去除,导致材料开裂。即使选择比较好的材料,如果设计,生产工艺不合理,也会产生很多内应力,有经验的公司都会在注塑时选择恒温保护,尽量减少内应力,还有一个去除内应力很好的办法,如果对此有兴趣的读者可以咨询材料方面的专家。 2.4 线损 铜是一些厂家节省成本的地方,大家都知道,一般好的生产厂家都会在内部使用1mm2以上的导线,而且导线使用的是符合国标的产品。如果导线面积不够,电阻较大,前面的护栏管和后面的护栏管就有较大的电压差,为了让后面的LED电流与前面的一致,一定需要增加输入电压,这样无形中就增加了功耗,很多电能不是驱动LED,而是浪费在导线和恒流芯片上。一般来说如果设计的产品前后电压超过15%,问题就很严重了,因为现在通用的恒流芯片都是有功耗要求的,如果功耗太大,热量散不出去就会导致芯片烧毁。大家现在应该明白为什么很多级连的LED护栏管都是前面坏的多了。 2.5 散热 这个问题不仅体现的成本问题上,更多的是体现一个厂家的技术实力上,现在有些LED护栏管外罩和低座完全是一体的,都是塑胶材料,而且LED排布很密,这样当达到热平衡时,LED的结温已经很高了,如果工作时的环境温度较高,LED的寿命会急剧减少。 实力强的LED护栏管公司肯定会有热设计人员,在设计护栏管时要将LED的热量和恒流芯片的热量有效的导到大气中去。大家应该想到使用铝材是比较好的解决方案,铝的导热系数高,可以有效的将内部热量导出。另外在设计时也要尽量将PCB靠近铝底座,从而减少灌封胶部分产生的热阻。 这个问题又涉及到另一个问题,即灌封胶的选择上,好的灌封胶不仅要求硬度适中,也要求有比较高的导热系数,目前很多护栏管厂家借鉴LED大屏的经验,使用韩国的灌封胶,这是个不错的选择,本人综合的比较后发现某家德国公司的灌封胶在综合性能上更胜一筹。 3. 结论 LED护栏管的电子部分看起来比较简单,但要做到高稳定性还是要做很多细致的设计的。当然对于护栏管目前存在的问题来看,最为关键的还是要解决好防水设计、散热设计等问题。虽然LED在生活中处处可见,但是LED也还有一些不足需要我们的设计人员拥有更加专业的知识储备,这样才能设计出更加符合生活所需的产品。

    时间:2020-04-09 关键词: LED 可靠性 护栏管

  • 影响LED灯珠的封装可靠性因素

    影响LED灯珠的封装可靠性因素

    现在大街上随处可见的LED显示屏,还有装饰用的LED彩灯以及LED车灯,处处可见LED灯的身影,LED已经融入到生活中的每一个角落。LED器件占LED显示屏成本约40%~70%,LED显示屏成本的大幅下降得益于LED器件的成本降低。 LED封装质量的好坏对LED显示屏的质量影响较大。封装可靠性的关键包括芯片材料的选择、封装材料的选择及工艺管控。随着LED显示屏逐渐向着高端市场渗透,对LED显示屏器件的品质要求也越来越高。LED显示屏器件封装所用的主要材料组成包括支架、芯片、固晶胶、键合线和封装胶等。SMD(Surface Mounted Devices)指表面贴装型封装结构LED,主要有PCB板结构的LED(ChipLED)和PLCC结构的LED(TOP LED)。 本文主要介绍TOP LED,下文中所提及的SMD LED均指的是TOP LED。下面从封装材料方面来介绍目前国内的一些基本发展现状。 1、LED支架 (1)支架的作用。PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)支架是SMD LED器件的载体,对LED的可靠性、出光等性能起到关键作用。(2)支架的生产工艺。PLCC支架生产工艺主要包括金属料带冲切、电镀、PPA(聚邻苯二酰胺)注塑、折弯、五面立体喷墨等工序。其中,电镀、金属基板、塑胶材料等占据了支架的主要成本。(3)支架的结构改进设计。PLCC支架由于PPA和金属结合是物理结合,在过高温回流炉后缝隙会变大,从而导致水汽很容易沿着金属通道进入器件内部从而影响可靠性。 为提高产品可靠性以满足高端市场需求的高品质的LED显示器件,部分封装成厂改进了支架的结构设计,如某光电股份有限公司采用先进的防水结构设计、折弯拉伸等方法来延长支架的水汽进入路径,同时在支架内部增加防水槽、防水台阶、放水孔等多重防水的措施。 该设计不仅节省了封装成本,还提高了产品可靠性,目前已经大范围应用于户外led显示屏产品中。通过SAM(Scanning AcousTIc Microscope)测试折弯结构设计的LED支架封装后和正常支架的气密性,结果可以发现采用折弯结构设计的产品气密性更好。 芯片LED芯片是LED器件的核心,其可靠性决定了LED器件乃至LED显示屏的寿命、发光性能等。LED芯片的成本占LED器件总成本也是很大的。随着成本的降低,LED芯片尺寸切割越来越小,同时也带来了一系列的可靠性问题。随着尺寸的缩小,P电极和N电极的pad也随之缩小,电极pad的缩小直接影响焊线质量,容易在封装过程和使用过程中导致金球脱离甚至电极自身脱离,*终失效。 同时,两个pad间的距离a也会缩小,这样会使得电极处电流密度的过度增大,电流在电极处局部聚集,而分布不均匀的电流严重影响了芯片的性能,使得芯片出现局部温度过高、亮度不均匀、容易漏电、掉电极、甚至发光效率低等问题,*终导致led显示屏可靠性降低。键合线键合线是LED封装的关键材料之一,它的功能是实现芯片与引脚的电连接,起着芯片与外界的电流导入和导出的作用。LED器件封装常用键合线包括金线、铜线、镀钯铜线以及合金线等。 (1)金线。金线应用广泛,工艺成熟,但价格昂贵,导致LED的封装成本过高。 (2)铜线。铜线代替金丝具有廉价、散热效果好,焊线过程中金属间化合物生长数度慢等优点。缺点是铜存在易氧化、硬度高及应变强度高等。尤其在键合铜烧球工艺的加热环境下,铜表面极易氧化,形成的氧化膜降低了铜线的键合性能,这对实际生产过程中的工艺控制提出更高的要求。 (3)镀钯铜线。为了防止铜线氧化,镀钯键合铜丝逐渐受到封装界的关注。镀钯键合铜丝具有机械强度高、硬度适中、焊接成球性好等优点非常适用于高密度、多引脚集成电路封装。 胶水目前,LED显示屏器件封装的胶水主要包括环氧树脂和有机硅两类: (1)环氧树脂。环氧树脂易老化、易受湿、耐热性能差,且短波光照和高温下容易变色,在胶质状态时有一定的毒性,热应力与LED不十分匹配,会影响LED的可靠性及寿命。所以通常会对环氧树脂进行攻性。(2)有机硅。有机硅相比环氧树脂具有较高的性价比、优良的绝缘性、介电性和密着性。但缺点是气密性较差,易吸潮。所以很少被使用在LED显示屏器件的封装应用中。 另外,高品质LED显示屏对显示效果也提出特别的要求。有些封装厂采用添加剂的方式来改善胶水的应力,同时达到哑光雾面的效果。以上就是LED技术的相关知识,相信随着科学技术的发展,未来的LED灯回越来越高效,使用寿命也会由很大的提升,为我们带来更大便利。

    时间:2020-03-15 关键词: 可靠性 封装 led灯珠

  • LED产品及EMC的可靠性

    LED产品及EMC的可靠性

    现在大街上随处可见的LED显示屏,还有装饰用的LED彩灯以及LED车灯,处处可见LED灯的身影,LED已经融入到生活中的每一个角落。LED体积小、耗能低、寿命长、环保、低热量等优点,促使其飞速发展、被广泛应用于各个领域。其中,寿命长是LED的很重要的一个优势。要保证LED的这一优点,研发人员就要保证LED系统的良好的EMC和可靠性。本文根据实例解析如何检测LED系统的EMC和可靠性。 电源系统的兼容性 向LED或LED阵列提供电功率是LED照明器件与系统从设计到实施,以及保证终端用户都可靠的工作状态,并与供电源系统有良好性必须考虑的重要问题。电源系统包括了人们日常生活中的各种电气基础设施和市电电网公共设施。 研究表明通常情况下,用户具备并操作的电源设备通常会存在种种不太合理的连线或者接地处理错误。当外部公共电源设施发生普遍电流干扰时,不合理甚至错误的连线或接地处理会加剧干扰的程度,增加用户电子照明器件的损坏几率,严重时还会造成器件的永久性破坏。 LED照明器件和系统必须具有能在日常电气环境下正常工作的能力。典型的日常电气环境包括室内外照明、商场和工厂等建筑内外的照明设施以及市政电线杆上的LED路灯、探照灯等。 LED照明器件及系统的可靠性 首先,什么是可靠性?其定义为—产品在规定的条件和规定的时间内,完成规定的功能的能力。随着科学技术的发展,现代华的操作机器、工程装备、交通工具和各类探索食品的设计越来越复杂,功能越来越完善,因此这些电子、电气产品的性能优劣变得越来越明显。 同时,这些机器和设备等的可靠性渐渐受到了人们广泛的重视,这种可靠性就被称为系统可靠性。可靠性的指标要求是随着系统越复杂而更高的,如果可靠性达不到系统指标的要求,则系统出寿阳的可能性愈大、造成的损失也愈大。这些损失包括经济上、信誉上,甚至是造成生命安全或更严重的空难性等后果。譬如汽车的制动系统的不可靠或工作失误可导致刹车失灵,很有可能造成重大损失甚至生命危险;重大的投票选举时,如果采用计算机系统统计,若此时系统失效而打乱了统计结果,后果将不堪设想。因此,可以说系统可靠性概念的引入,对电子产品有着重大的意义。 提高系统的可靠性,一方面要提高构成系统的各元件本身的可靠性,如:要提高汽车制动的可靠性,首先要提高刹车位、控制系统等的可靠性。另一方面还要提高系统承受误操作的可靠性。 提高系统的可靠性的根源在于系统的设计。要使系统的元器件工作在正常状态下,没有过载超负荷等现象的发生,并且要有一定的余量。也可以通过设计备用方案,使系统即使有个元器件或设备出现故障仍能正常工作。当然备用方案的设计有可能增加系统的复杂性和成本,但是如果设计得合理,在成本的增加和使系统的可靠性提高上有很好的性价比,是完全值得的。 LED照明器件及系统的兼容性 电子产品的兼容性问题主要是电磁兼容性(EMC),定义为设备、系统、子系统在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。即该设备、系统、子系统不会由于受到处于同一电磁环境中其他设备的电磁发射寻到或遭受不允许的性能降低,也不会使同一电磁环境中其他设备、系统、子系统因它的电磁发射而导致或遭受不允许的性能降低。电磁兼容性包括两方面:电磁干扰(EMI)和电磁耐受(EMS)。 前者主要表现为传导干扰和辐射干扰,传导干扰主要是局子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰是指电子设备产生的干扰信号通过空间耦合把干扰信号传给电网络或电子设备。 而后者主要指系统对诸如静电放电、辐射、脉冲群、雷击、传导等干扰的耐受能力,即抗干扰能力。电子产品一般划分为民用级、工业级和军用级产品,不同等级的产品有着不同的标准规定,产品在特定等级下满足这些标准的产品,被称为具有电磁兼容性。对于如何来评判产品是否具有电磁兼容性?这就需要通过一系列的兼容性测试来完成了。 电磁兼容性测试 前面已提到过,系统的电磁兼容性测试可分为电磁干(EMI)和电磁耐受(EMS)两方面,具体运用在LED照明器件及系统的几个重要步骤为: 传导干扰 传导干扰是指LED照明器件本身产生,从而进行导体运输的电磁干扰。这种测试频率范围一般为9KHz~30MHz,属于低频现象。 辐射干扰 辐射干扰也是由器件身身产生,并通过空间传播形成的干扰电磁波。LED照明器由内部电路通过产品的电线电缆或结构件外壳形成对外的辐射干扰,相当于天线发射效应。 谐波电流干扰 产生谐波电流的原因这一是非线性的负载,谐波电流干扰将影响电源电流的波形,使其畸变,这种干扰会对电网造成污染必须加以控制。 静电放电抗干扰能力 人体带有静电,这种现象在干燥的冬季更为严重,在这种环境下的摩擦很容易寻到人体携带大量的静电,此时如果人体触摸LED产品或与其邻近设备,会形成直接或间接的放电,产生的脉冲电压可能导致LED的击穿损毁,因此对LED产品的抗静电能力有非常高的要求。 快速瞬变脉冲群干扰的抵抗能力 产品的继电器开合或开关通断,也会对同一电路中的其他电子器件产生干扰,具有脉冲群出现、脉冲重复占用率较高及脉冲波形的上升时间短暂等特征。 雷击浪涌抗干扰能力 雷击在电缆上形成能量很大的浪涌电压和电流,很容易导致器件的损坏。此外,大型开关切换瞬间也会在供电线路上形成浪涌电压和电流。 周波跌落抗干扰能力 电压跌落、短时中断和电压变化统称为周波跌落。周波跌落干扰的抵抗能力指标考核了该LED照明器件是否具备工作在不稳定的电网中的能力。以上测试步骤,前三项为EMI指标,后四项为EMS指标。值得流溢的是,对自整流的LED照明产品,测试时只需要对输入端进行试验,而非自整流的LED照明产品,则需要分别试验配套的驱动控制电路的输入、输出和LED产品的输入端。以上就是LED技术的相关知识,相信随着科学技术的发展,未来的LED灯回越来越高效,使用寿命也会由很大的提升,为我们带来更大便利。

    时间:2020-03-14 关键词: 可靠性 emc led产品

  • LED电源可靠性检验方法

    LED电源可靠性检验方法

    现在大街上随处可见的LED显示屏,还有装饰用的LED彩灯以及LED车灯,处处可见LED灯的身影,LED已经融入到生活中的每一个角落。1、描述输入电压影响输出电压的几个指标形式 (1)稳压系数 ①绝对稳压系数K 表示负载不变时,稳压电源输出直流电压变化量△Uo与输入电网电压变化量△Ui之比,即K=△Uo/△Ui。 ②相对稳压系数S 表示负载不变时,稳压器输出直流电压Uo的相对变化量△Uo/Uo与输入电网电压Ui的相对变化量△Ui/Ui之比,即S=△Uo/Uo/△Ui/Ui。 (2)电网调整率 表示输入电网电压由额定值变化+/-10%时,稳压电源输出电压的相对变化量,有时也以绝对值表示。 (3)电压稳定度 负载电流保持为额定范围内的任何值,输入电压在规定的范围内变化所引起的输出电压相对变化△Uo/Uo(百分值),称为稳压器的电压稳定度。 2、负载对输出电压影响的几种指标形式 (1)负载调整率(也称电流调整率) 在额定电网电压下,负载电流从零变化到最大值时,输出电压的最大相对变化量,常用百分数表示,有时也用绝对变化量表示。 (2)输出电阻(也称等效内阻或内阻) 在额定电网电压下,由于负载电流变化△IL引起输出电压变化△Uo,则输出电阻为Ro=|△Uo/△IL|Ω。 3、纹波电压的几个指标形式 (1)最大纹波电压 在额定输出电压和负载电流下,输出电压纹波(包括噪声)的绝对值的大小,通常以峰值或有效值表示。 (2)纹波系数Y(%) 在额定负载电流下,输出纹波电压的有效值Urms与输出直流电压Uo之比,即Y=Umrs/Uox100%。 (3)纹波电压抑制比 在规定的纹波频率(例如50HZ)下,输入电压中的纹波电压Ui~与输出电压中的纹波电压Uo~之比,即:纹波电压抑制比=Ui~/Uo~。 4、电气安全要求 (1)电源结构的安全要求 ①空间要求 UL、CSA、VDE安全规范强调了在带电部分之间和带电部分与非带电金属部分之间的表面、空间的距离要求。 UL、CSA要求:极间电压大于等于250VAC的高压导体之间,以及高压导体与非带电金属部分之间(这里不包括导线间),无论在表面间还是在空间,均应有0.1吋的距离;VDE要求交流线之间有3mm的徐变或2mm的净空间隙;IEC要求:交流线间有3mm的净空间隙及在交流线与接地导体间的4mm的净空间隙。另外,VDE、IEC要求在电源的输出和输入之间,至少有8mm的空间间距。 ②电介质实验测试方法 打高压:输入与输出、输入和地、输入AC两级之间。 ③漏电流测量 漏电流是流经输入侧地线的电流,在开关电源中主要是通过静噪滤波器的旁路电容器泄露电流。UL、CSA均要求暴露的不带电的金属部分均应与大地相接,漏电流测量是通过将这些部分与大地之间接一个1.5kΩ的电阻,其漏电流应该不大于5毫mA。 VDE允许用1.5kΩ的电阻与150nPF电容并接,并施加1.06倍额定使用电压,对数据处理设备,漏电流应不大于3.5mA,一般是1mA左右。 ④绝缘电阻测试 VDE要求:输入和低电压输出电路之间应有7MΩ的电阻,在可接触到的金属部分和输入之间,应有2MΩ的电阻或加500V直流电压持续1min。 ⑤印制电路板 要求使用UL认证的94V-2材料或更好的材料。 (2)对电源变压器结构的安全要求 ①变压器的绝缘 变压器的绕组使用的铜线应为漆包线,其他金属部分应涂有瓷、漆等绝缘物质。 ②变压器的介电强度 在实验中不应出现绝缘层破裂和飞弧现象。 ③变压器的绝缘电阻 变压器绕组间的绝缘电阻至少为10MΩ,在绕组与磁心、骨架、屏蔽层间施加500伏直流电压,持续1min,不应出现击穿、飞弧现象。 ④变压器湿度电阻 变压器必须在放置于潮湿的环境之后,立即进行绝缘电阻和介电强度实验,并满足要求。潮湿环境一般是:相对湿度为92%(公差为2%),温度稳定在20℃到30℃之间,误差允许1%,需在内放置至少48h之后,立即进行上述实验。此时变压器的本身温度不应该较进入潮湿环境之前测试高出4℃。 ⑤VDE关于变压器温度特性的要求。 ⑥UL、CSA关于变压器温度特性的要求。 5、电磁兼容性试验 电磁兼容性是指设备或系统在共同的电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。 电磁干扰波一般有两种传播途径,要按各个途径进行评价。一种是以波长较长的频带向电源线传播,给发射区以干扰的途径,一般在30MHz以下。这种波长较长的频率在附属于电子设备的电源线的长度范围内还不满1个波长,其辐射到空间的量也很少,由此可掌握发生于LED电源线上的电压,进而可充分评估干扰的大小,这种噪声叫做传导噪声。 当频率达到30MHz以上,波长也会随之变短。这时如果只对发生于电源线的噪声源电压进行评价,就与实际干扰不符。因此,采用了通过直接测定传播到空间的干扰波评价噪声大小的方法,该噪声就叫做辐射噪声。 测定辐射噪声的方法有按电场强度对传播空间的干扰波进行直接测定的方法和测定泄露到电源线上的功率的方法。 电磁兼容性试验包括以下试验内容: ①磁场敏感度 (抗扰性)设备、分系统或系统暴露在电磁辐射下不希望有的响应程度。敏感度电平越小,敏感性越高,抗扰性越差。包括固定频率、峰峰值的磁场测试。 ②静电放电敏感度 具有不同静电电位的物体相互靠近或直接接触引起的电荷转移。300PF电容充电到15000V,通过500Ω电阻放电。可超差,但放完后要正常。测试后,数据传递、储存不能丢。 ③LED电源瞬态敏感度 包括尖峰信号敏感度(0.5μs、10μs2倍)、电压瞬态敏感度(10%~30%,30S恢复)、频率瞬态敏感度(5%~10%,30S恢复)。 ④辐射敏感度 对造成设备降级的辐射干扰场的度量。(14kHz~1GHz,电场强度为1V/M)。 ⑤传导敏感度 当引起设备不希望有的响应或造成其性能降级时。 对在电源、控制或信号线上的干扰信号或电压的度量(30Hz~50kHz/3V,50kHz~400MHz/1V)。 ⑥非工作状态磁场干扰 包装箱4.6m,磁通密度小于0.525μT;0.9m,0.525μT。 ⑦工作状态磁场干扰 上、下、左、右交流磁通密度小于0.5mT。 ⑧传导干扰沿着导体传播的干扰。10kHz~30MHz,60(48)dBμV。 ⑨辐射干扰:通过空间以电磁波形式传播的电磁干扰。 10kHz~1000MHz,30屏蔽室60(54)μV/m。以上就是LED技术的相关知识,相信随着科学技术的发展,未来的LED灯回越来越高效,使用寿命也会由很大的提升,为我们带来更大便利。

    时间:2020-03-14 关键词: 可靠性 LED电源 检验方法

  • LED驱动具备高可靠性

    LED驱动具备高可靠性

    繁华的城市离不开LED灯的装饰,相信大家都见过LED,它的身影已经出现在了我们的生活的各个地方,也照亮着我们的生活。要普及LED灯具不但需要大幅度降低成本,还需要解决技术性的问题。如何解决能效和可靠性这些难题,PowerIntegrations市场营销副总裁DougBailey分享了高效高可靠LED驱动设计的心得。 一、不要使用双极型功率器件 DougBailey指出由于双极型功率器件比MOSFET便宜,一般是2美分左右一个,所以一些设计师为了降低LED驱动成本而使用双极型功率器件,这样会严重影响电路的可靠性,因为随着LED驱动电路板温度的提升,双极型器件的有效工作范围会迅速缩小,这样会导致器件在温度上升时故障从而影响LED灯具的可靠性,正确的做法是要选用MOSFET器件,MOSFET器件的使用寿命要远远长于双极型器件。 二、尽量不要使用电解电容 LED驱动电路中到底要不要使用电解电容?目前有支持者也有反对者,支持者认为如果可以将电路板温度控制好,依次达成延长电解电容寿命的目的。 例如选用105度寿命为8000小时的高温电解电容,根据通行的电解电容寿命估算公式“温度每降低10度,寿命增加一倍”,那么它在95度环境下工作寿命为16000小时,在85度环境下工作寿命为32000小时,在75度环境下工作寿命为64000小时,假如实际工作温度更低,那么寿命会更长!由此看来,只要选用高品质的电解电容对驱动电源的寿命是没有什么影响的! 还有的支持者认为由无电解电容带来的高纹波电流而导致的低频闪烁会对某些人眼造成生理上的不适,幅度大的低频纹波也会导致一些数码像机设备出现差频闪烁的亮暗栅格。所以,高品质光源灯具还是需要电解电容的。不过反对者则认为电解电容会自然老化,另外,LED灯具的温度极难控制,所以电解电容的寿命必然会减少,从而影响LED灯具的寿命。 对此,DougBailey认为,在LED驱动电路输入部分可以考虑不用电解电容,实际上使用PI的LinkSwitch-PH就可以省去电解电容,PI的单级PFC/恒流设计可以让设计师省去大容量电容,在输出电路中,可以用高耐压陶瓷电容来代替电解电容从而提升可靠性。 “有的人在设计两级电路的时候,在输出采用了一个400V的电解电容,这会严重影响电路的可靠性,建议采用单级电路用陶瓷电容就可以了。”他强调。“对于不太关注调光功能、高温环境及需要高可靠性的工业应用来说,我强烈建议不采用电解电容进行设计。” 三、MOSFET的耐压不低于700V 耐压600V的MOSFET比较便宜,很多认为LED灯具的输入电压一般是220V,所以耐压600V足够了,但是很多时候电路电压会到340V,在有浪涌的时候,600V的MOSFET很容易被击穿,从而影响了LED灯具的寿命,实际上选用600VMOSFET可能节省了一些成本但是付出的却是整个电路板的代价,所以,“不要选用600V耐压的MOSFET,最好选用耐压超过700V的MOSFET。”他强调。 四、尽量使用单级架构电路 Doug表示有些LED电路采用了两级架构,即“PFC(功率因数校正)+隔离DC/DC变换器”的架构,这样的设计会降低电路的效率。例如,如果PFC的效率是95%,而DC/DC部分的效率是88%,则整个电路的效率会降低到83.6%! “PI的LinkSwitch-PH器件同时将PFC/CC控制器、一个725VMOSFET和MOSFET驱动器集成到单个封装中,将驱动电路的效率提升到87%!”Doug指出,“这样的器件可大大简化电路板布局设计,最多能省去传统隔离反激式设计中所用的25个元件!省去的元件包括高压大容量电解电容和光耦器。”Doug表示LED两级架构适用于必须使用第二个恒流驱动电路才能使PFC驱动LED恒流的旧式驱动器。这些设计已经过时,不再具有成本效益,因此在大多数情况下都最好采用单级设计。 五、尽量使用MOSFET器件 如果设计的LED灯具功率不高,那么建议可以使用集成了MOSFET的LED驱动器产品,因为这样做的好处是集成MOSFET的导通电阻少,产生的热量要比分立的少,另外,就是集成的MOSFET是控制器和FET在一起,一般都有过热关断功能,在MOSFET过热时会自动关断电路达到保护LED灯具的目的,这对LED灯具非常重要,因为LED灯具一般很小巧且难以进行空气散热。虽然LED在生活中处处可见,但是LED也还有一些不足需要我们的设计人员拥有更加专业的知识储备,这样才能设计出更加符合生活所需的产品。

    时间:2020-03-14 关键词: LED 驱动 可靠性

  • 更智能的存储如何提升自动驾驶汽车的可靠性

    更智能的存储如何提升自动驾驶汽车的可靠性

    自动驾驶汽车的问世将极大地改变我们的出行习惯,并在交通运输行业掀起一场迅猛的变革。汽车行业的数字化转型将带来很多社会效益,例如减少事故、降低碳排放、改善交通流量、降低汽车拥有成本、降低保险费用以及提高燃油效率和出行能力。 然而,随着在当今道路上开展的真实试验,自动驾驶汽车必须支持的功能不断扩展,其复杂程度也在迅速增大。这些自动系统将对性能、功耗、安全性、安全保障和可靠性的要求不断提高。对于汽车OEM厂商而言,要确保自动驾驶汽车遵守安全规定,就需要按照ISO2626功能安全标准设计软硬件。如果开发商对此准备不足,那么就需要额外投入资金和时间来证明其产品合乎安全标准,从而可能大幅推迟上市时间、压缩盈利空间并侵蚀市场份额。 自动驾驶汽车安全性与可靠性的核心目标是防止人身伤害和财产损坏。事故在什么时候发生,由谁来承担事故责任,也都是需要思考的法律问题。在这样的交通状态下,自动驾驶面临众多法律问题,发生事故时如何判定责任归属,依然悬而未决。因此,必须避免发生故障。这就使得汽车OEM厂商和汽车市场供应商更加关注可靠性。因此,证明智能汽车中的每个组件都安全可靠显得至关重要。 更智能、更可靠的存储 采用自动驾驶技术的汽车配备有高级别的高级驾驶辅助系统(ADAS)功能。这类车辆拥有多部传感器(摄像头、激光雷达等)和控制装置,能实现自动驾驶并避免碰撞。这些传感器和控制装置是任务关键型装置,不能发生故障。图1所示的是具备3、4、5级自动水平,能进行无监控驾驶的全自动驾驶系统的原理图。 图1:自动驾驶系统:3级/4级/5级系统原理图 非易失性存储器器件在ADAS系统中发挥重要作用,为重要的任务关键型事件提供启动代码存储和数据日志记录。随着这些系统智能化水平的提高,它们需要以更高级别的可靠性,更快地处理更多的数据。此外,即便ADAS设计在其他方面表现可靠,如果存储器未受保护(即未在启动时或器件运行过程中验证存储器位是否发生变化),也很容易形成薄弱环节。 由于NOR闪存能提供受高可靠性和集成诊断功能支持的非易失存储,因此对于任务关键型应用来说,它是理想的存储器技术。集成诊断功能可确保数据完整性,检测可能的故障,甚至进行纠错。此外,即时启动功能和高性能快速系统启动时间等优势在汽车加电时有助于立即访问代码、配置数据和图形图像。 如今,为了满足ISO26262等汽车功能安全标准,存储器器件系列均需要从头开始进行设计。这些新一代存储器不仅能提供更高的可靠性,而且还能提高性能,大幅降低功耗并减少总体拥有成本。 集成 简化系统最有效的途径之一是集成。当系统由众多组件构成时,每个组件及其与其他组件的互联都可能是潜在的故障点。例如,将MCU与存储器进行集成后,数据和代码访问速度更快、处理效率更高、可靠性更强、成本更低。此外,由于以往必须由开发人员集成至更大系统中的组件现在可由MCU进行内部管理,因此简化了开发工作。 集成的优势现在也扩展到NOR闪存。随着存储器制造商开始将存储器与Arm Cortex-M0等处理器进行集成,为了维护高密度、高速存储器的可靠性,需要完成种种复杂的处理工作(参见图2)。板载处理器的问世能够实现更智能的存储,从而彻底改变工程师利用闪存开展设计的方式。例如,在过去为了延长闪存的使用寿命,需要对损耗均衡软件实施大量的开发工作。而现在,损耗均衡问题由集成MCU进行内部管理。 图2:智能闪存存储中的集成式Arm Cortex M0 采用16nm FinFET技术生产的新一代复杂SoC还不能将闪存存储器嵌入到晶片中。因此它们必须依赖更智能、更可靠的外部NOR闪存技术。板载处理器不仅可以用于管理存储器存储的所有安全关键型领域,而且还可用于管理存储器的网络安全领域,防范恶意攻击。将集成处理器纳入闪存存储器后,这些单元均由存储器器件进行自我管理,且能通过快速配置满足应用的特定要求。 不断变化的要求 目前,汽车行业正在从驾驶辅助向全自动发展。这些系统将要求在各个层面上实现智能,以降低时延,提高效率。同时,汽车的内部架构也正在从主要独立运行的分立式系统向互联系统发展。互联系统能在系统间实时传输数据,并发挥人工智能和机器学习的作用。此外,从汽车中收集到的数据还将用于实施预测性维护,以便汽车在发生故障前就能提示驾驶员维护车辆。为了进行更加复杂的分析以及完成从云端到汽车的全新软件升级,还需要将数据发送到云端。 智能闪存存储居于这些系统的核心位置,因为在极端环境下,存储在这些非易失性存储器中的关键代码和数据仍需具备可靠性,并且能够持续使用20年以上而不发生故障。通过添加板载处理器,这些存储器现在能提供更高水平的功能与可靠性,同时卸载损耗均衡等存储器管理任务,利用加密保护强化系统安全并开展安全关键型诊断。 自动驾驶是一个快速发展的行业,全新的安全特性和安全保障特性也将以同样的速度完成开发并符合规范。OEM厂商需要一种灵活架构来及时适应这些标准并引入能增强长期可靠性的高级功能。例如,当存储器能预测特定类型的故障时,它就能开始优先处理。 为了帮助汽车OEM厂商打造合规系统,存储器制造商需要提供符合ISO 26262规范的安全文档,包括详尽的安全性分析报告,如安全手册、故障模式的影响与诊断分析(FMEDA)、相依故障分析(DFA)和情景无关安全元素(SEooC)。此外,存储器制造商还需要积极制定并遵守这些标准,确保他们生产的组件持续符合法规要求。 Cypress的Semper NOR闪存等存储器器件专为应对新一代汽车和工业系统面临的挑战而开发,能满足各项质量、可靠性和安全标准。

    时间:2020-02-22 关键词: 可靠性 自动驾驶 智能存储

  • 高可靠性的GCU500系列

    高可靠性的GCU500系列

    XP Power 正式宣布推出GCU500系列;行业领先的小尺寸83.8 x 165.1 x 39.3毫米500W AC-DC电源。该产品适用于1U系统,可满足需要高可靠性并对价格敏感的应用,如机器人学和可再生能源。双熔合,低漏电流和2 x MOPPs(病人保护措施)输入/输出绝缘这些性能使该产品可满足严苛的医疗应用,如医院使用的呼吸机和医用推车。该产品符合最新“第三版”包含风险管理的IEC 60601-1医疗安规认证。 与竞争厂商的产品不同的是,GCU500系列在高海拔地区也可安全使用 - 医疗应用为4000米和通讯为5000米。     最新的谐振转换和同步整流技术使该产品的效率达到93%,可有效的降低成本,缩小工作温度范围,延长产品使用寿命和节能。 该产品机构件外形是U外壳,重量仅为748克,输出螺丝终端连接。输入连接是Molex型或选择风扇时的螺丝终端连接。 该产品工作温度范围为 -40 至 +70摄氏度,满载输出可达+50摄氏度。输入电压范围为 80 至264VAC,全功率输出可达90VAC,输入为80VAC时,功率下降20%。 250W产品无需风扇降温。该产品提供12, 15, 18, 24, 36 或48VDC单输出,以及5V备用电源,12V风扇配置,遥感开/关和功率失效信号。 该产品符合工业和医疗应用需要满足的最新版EMC标准,包括B等级电磁传导辐射EN55011/32标准和医疗第四版标准。 该产品内部保护包括输出短路过压保护,所有输出过载保护和过温限制。 这款超紧凑尺寸,低价格,多功能的产品可有效的简化终端设备整合,帮助使用人员提升产品竞争力,缩短产品推向市场的时间。 该产品有现货供应,产品保质期为3年。

    时间:2019-08-13 关键词: 可靠性 电压 电源新品 gcu500

  • 电站的性能可靠性评价体系

    电站的性能可靠性评价体系

    随着社会的进步,对能源的需求与日俱增,包括电能,其中,发电站的安全就显得尤为重要,下面来详细介绍发电站的安全性能评价。 “规范”中将“性能可靠性指数”作为评价电站可靠性的综合性指标。图1为电站安全性能评价指标的总体框架。     图1. 电站可靠性评价指标框图 电站设备的可靠性一直是业内关注的焦点问题。从鉴衡对电站检测结果的统计情况看,电站设备的可靠性确也不容乐观。突出表现在:有的电站,汇流设备和逆变器故障频发,特别在高温季节;有的电站,缺陷组件的比例偏高,个别电站甚至超过60%;有的电站,移交生产或运维单位后,权责不明,设备更换或大、中修的资金不落实,导致有些设备长期带病作业,严重影响电站的发电能力和安全性能。 针对业内关心及现实管理中存在的突出问题,根据光伏行业的特点及设备运行的一般规律,“规范“中以发电量及设备的维护成本为轴心,设计了与可靠性有关的系列评价指标。 以上就是发电站的安全性能评价体系。需要相关人员对测试验证更加熟悉,一遍更好保证发电站人员的安全。

    时间:2019-08-01 关键词: 可靠性 安全 电源技术解析 规范

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