运行可靠性：工业电源的关键指标

针对应用环境进行设计，是最大化电源运行可靠性的关键。恶劣的工业环境可能对设计存在缺陷的电源构成致命风险。气候相关的风险包括极端高温和低温、温度循环、灰尘、湿气以及盐雾高湿等情况。机械相关的风险包括冲击和振动等情况。 而电气相关的风险则包括电压浪涌、骤降和瞬变等。

接下来，让我们更深入地探讨这些风险。

• 电气风险包括输入电压的频繁或极端变化，如浪涌、骤降或激增。这些情况都可能会给电源元器件带来风险，尤其是电容器和半导体，从而导致其过早失效。在交流/直流电源交流/直流电源中，质量不佳的交流电输入可能导致输入电源的谐波失真、电噪声和瞬态扰动。随着时间推移，这些现象会使电源元器件不堪重压，并导致其性能下降。
  
  许多工业环境都存在高水平的电磁干扰，这些干扰可能来自多个源头。典型的电磁干扰发生源包括开关设备（例如变频驱动器和电源逆变器）、工业设备（例如焊机和等离子切割机）、工业发电机以及其他电源。 高水平的电磁干扰会严重影响电源的可靠性。
  
  其他电气风险包括周期缺失，即 AC/DC 电源输入未接收到一个或多个 AC 周期。这可能是由于配电网络中的临时故障、中断或开关操作造成的。周期缺失会导致直流电源中断，从而加速元器件的老化和退化。


• 极端温度。一个常见的故障原因是过高的温度或温度循环。大多数故障都是由不同材料的热膨胀系数 (CTE) 差异引起的热应力导致的。极端温度会影响电气和机械元器件。


• 冲击和振动是工业环境的常见特征。它们会对电子和机械元器件造成机械风险。常见的结果包括焊缝开裂、螺丝和其他紧固件松动以及金属疲劳。

评估工业电源的运行可靠性，包括评估其在特定条件下长期稳定运行的能力。评估运行可靠性的方法有多种，但统计可靠性测量，例如平均故障间隔时间 (MTBF)，并不是反映实际运行寿命的良好指标。

平均故障间隔时间 (MTBF)仅提供可靠性的总体指标，并不能确定故障类型或原因。更重要的是，MTBF 通常是在受控测试条件下计算的，这些条件可能无法完全复制电源运行所处的多样性和恶劣环境。应用环境会对实际的可靠性产生显著影响。

根据 RECOM 客户的经验，大多数早期故障不是因为元器件老化，而是由输入电压浪涌引起的，因此 MTBF 和其他类似计算无法充分反映这些情况。

出色的运行可靠性是工业电源的关键指标。本博客回顾了一些影响运行可靠性的因素以及 RECOM 电源的几个设计特点，这些特点保证了 RECOM 电源在严苛的工业环境下具有较长的使用寿命。