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为什么三相变频电源器材有时候会平白无故地失效?

三相变频电源器材失效的首恶是什么?有时候三相变频电源器材是"与世长辞",有时候是存在压力但不显着。
三相变频电源器材的"与世长辞"是一种源于物理或化学变化的累积性阑珊效应。
我们都知道,电解电容和某些类型的薄膜电容"终有一死",原因是在微量杂质(氧气等)和电压力的一起效果下,其电介质会发作化学反响。集成电路结构遵从摩尔规律,变得越来越小,正常作业温度下的掺杂物搬迁导致三相变频电源器材在数十年(而非原来的数百年)内失效的危险在进步。
别的,磁致弹性引发的疲惫会使电感发作机械疲惫,这是一种广为人知的效应。某些类型的电阻材料会在空气中缓慢氧化,当空气变得更为湿润时,氧化速度会加速。相同,没有人会希望电池永久有用。
因此,在挑选三相变频电源器材时,有必要了解其结构和可能的老化相关失效机制;即便在抱负条件下运用三相变频电源器材,这些机制也可能发作影响。本栏目不会具体评论失效机制,但多数名誉良好的制作商会重视其产品的老化现象,对作业寿数和潜在失效机制一般都很了解。许多体系制作商针对其产品的安全作业寿数及其约束机制供给了相关材料。

但是,在恰当的作业条件下,大多数电子三相变频电源器材的预期寿数可达数十年,乃至更长,但有些仍会过早失效。原因常常是不被人留意的压力。

一个引用墨菲规律的有用说法是"物理规律不会只是由于你没留意它而不起效果"。许多压力机制被轻易地忽视。

任何规划海洋环境下运用的电子产品的人,都会考虑盐雾和 湿度—这是理所应当的,由于它们太可怕了!

其实,许多电子设备都可能遭受不那么可怕,但仍可能形成伤害的化学应战。人(和动物)的呼吸含有湿气,并且略呈酸性。厨房和其他家居环境包括各类轻度腐蚀性烟雾,如漂白剂、消毒剂、各类烹饪烟雾、油和酒精等,一切这些烟雾的危害都不是很大,但我们不该想当然地认为,我们的电路会在受到无缺维护的条件下"安度毕生"。规划人员务必要考虑电路会遇到的环境应战,在经济可行的状况下,应当经过规划来将任何潜在危害降至最小。

静电危害(ESD)是一种压力机制,与此相关的警告是最常见的,但我们往往视而不见。

PCB在生产时,工厂会采取充沛办法来消除制作过程中的ESD,但交给后,许多PCB被用在对一般操作引起的ESD没有满足防护办法的体系中。做好足够的防护并不难,只是会添加少许本钱,因此常常遭到疏忽。(可能是由于经济不景气)。在正常运用的最极点状况下评价体系电子三相变频电源器材需求何种ESD维护并考虑怎么完成,应当成为一切规划的一部分。

另一个要素是过压。很少有人要求半导体或电容即便遭受重大过压也无恙,但大值电阻遇到远大于数据手册所列肯定最大值的电压是常见现象。问题在于:尽管其阻值满足高,不会变热,但内部可能发作细小电弧,导致其缓慢漂移而违背规格,终究短路。大的绕线电阻一般具有数百伏的击穿电压,因此,曩昔这个问题并不常见,但现在广泛运用小型表贴电阻,其击穿电压可能低于30 V,适当简单受过压影响。

大电流也会形成问题。我们都很了解普通保险丝—它是一段导线,如有过大电流流经其间,它就会变热并熔断,然后避免电源短路及其他类似问题。但是,若在十分小的导体中有极高的电流密度,导体可能不会变得十分热,不过终究仍可能失效。原因是所谓的电搬迁(有时也称为离子搬迁)。即导电电子与分散金属原子之间的动量传递导致导体中的离子逐渐运动,引起物质运送效应。这使得带着大直流电流的薄导体随着时刻推移而变得越来越薄,终究失效。

但有些部分会像保险丝一样失效,即熔断,比方导线或半导体芯片上的导电走线。大电流形成这种现象的一个常见原因是电容充电电流太大。考虑一个ESR为1 Ω的1 μF电容,如果将它连接在110 V、60 Hz沟通电源上,则有大约41 mA的沟通电流流经其间。但如果在电压处于最大值(110√2 = 155.6 V)时连接到沟通电源,则只要ESR会限流,峰值电流将到达155.6 A,尽管其持续时刻不到1 μs,也足以损坏许多小信号半导体三相变频电源器材。重复发作浪涌可能会损坏电容自身,尤其是电解电容。在用于给小型电子设备充电的廉价低压开关电源("壁式电源适配器")中,这是特别常见的失效机制。

如果在一个沟通周期的过错时刻刺进,整流器和电容就会带着十分大的浪涌电流,这种状况若屡次发作,终究可能会损坏三相变频电源器材。用一个小电阻与整流器串联,能够约束此浪涌电流,使问题最小化。

如果我们很走运,ESD或过压/过流事情会当即损坏三相变频电源器材,这样很简单知道问题所在。但更常见的状况是,压力引起的危害导致三相变频电源器材失效,而最开端引发毛病的压力早已消失。要确诊此类失效的原因是十分困难的,乃至是不可能的。

不管规划什么电路,都有必要考虑所用三相变频电源器材的作业寿数和失效机制,以及在容许的最极点运用条件下,是否有任何潜在问题或压力源会导致三相变频电源器材受损。任何此类问题都应当考虑,并尽可能在终究规划中予以最小化。

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