反激電源元件電容壽命

雖然先進(jìn)行測量和計算是優(yōu)化元件選擇的良好開端，但對于長期可靠性來說，最重要的參數(shù)是工作環(huán)境中元件的溫升，這可在已完成的產(chǎn)品中測量到。

溫升是元件應(yīng)力、熱傳導(dǎo)設(shè)計、氣流、周圍元件鄰近影響的一個函數(shù)。來自鄰近元件的輻射和熱對流對元件產(chǎn)生的溫升比內(nèi)電阻損耗產(chǎn)生的溫升大。電子電容器尤其如此。

由于紋波電流和峰值工作溫度的影響，電容器的最大容許溫升隨著電容器的形式和制造商的不同而變化。在此例中使用的元件，空氣中對紋波電流的最大容許溫升是8℃，制造商以此來確定紋波電流額定值。該額定值可用于周圍空氣高達(dá)85℃或最高溫度是93℃的情況。

不考慮溫升的影響，溫度的絕對界限（此例為93℃）需用于確定單元工作的界限。這應(yīng)在正常環(huán)境及最大額定溫度和負(fù)載下測量到，最大溫度影響電容器的壽命，因此推薦電容器在較低的溫度下工作。如果質(zhì)疑內(nèi)部紋波電流引起的溫升（這在復(fù)雜的反激波形下很難計算），按下列進(jìn)行。

（1）在正常工作條件下測量電容器的溫升，并遠(yuǎn)離其他熱源影響（如可能，將電容安放在短纏繞電線上，在設(shè)備和電容器之間嵌入熱屏蔽物），測量由紋波元件單獨(dú)引起的溫升，與制造商的限定值進(jìn)行比較。允許的溫升并不總是由數(shù)據(jù)表中獲得，還可以從制造商的試驗和QA部門得到。允許溫升的典型值在5~10℃之間。

（2）如果由紋波引起的溫升是可以接受的，將電容器安裝在正常位置，讓其經(jīng)受電源適配器對它的最高溫沖擊和負(fù)載條件，測量電容器的表面溫度，確保其在制造商的額定值之內(nèi)，這種方法要保證避免熱耗散，電解電容器就有這種可能。

小結(jié)

反激系統(tǒng)的功率元件已討論得相當(dāng)詳細(xì)。要得到好的性能和可靠的工作，最基本的是注意每個元件的額定值和工作條件。對于電源適配器廠家工程師，這將成為第二特性。

元件選擇是費(fèi)力的過程，要得到最經(jīng)濟(jì)和可靠的部件，這個過程是必不可少的。計算僅花費(fèi)設(shè)計者少部分時間，對這些選擇，大量的重要信息不經(jīng)過適當(dāng)?shù)臏y量是得不到的。

變壓器的漏感、走線布置和尺寸、輸出元件的ESR和ESL值、元件布置和冷卻安排都對元件的沖擊和額定值有相當(dāng)?shù)挠绊?。這些影響不能可靠地預(yù)計。當(dāng)沒有進(jìn)行真正的測量時，選擇元件額定值時要對其計算值取較大的安全裕量。

大多數(shù)的優(yōu)化和驗證實驗在設(shè)計批準(zhǔn)階段更容易實現(xiàn)，并且它們將被限制到那些指定為最終產(chǎn)品的樣機(jī)中。

如果要求長期工作可靠和經(jīng)濟(jì)的設(shè)計，專業(yè)電源適配器工程師應(yīng)保證完成產(chǎn)品之前進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，并且實現(xiàn)所有需要的驗證實驗。

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PCB電路板設(shè)計基礎(chǔ)知識