開關(guān)電源關(guān)鍵器件失效研究及探測(cè).pdf

1、電子系統(tǒng)中，開關(guān)電源擔(dān)任著非常重要的角色，其承擔(dān)著對(duì)電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換、加工和調(diào)節(jié)的任務(wù)，廣泛應(yīng)用于航天、通信和核電等領(lǐng)域。開關(guān)電源的健康狀態(tài)對(duì)電子系統(tǒng)的正常工作有著決定性作用，其退化體現(xiàn)在其性能參數(shù)與規(guī)格指標(biāo)發(fā)生偏離，而根本原因則是內(nèi)部關(guān)鍵元器件發(fā)生了退化甚至失效。電解質(zhì)濾波電容和光耦合器即是其中非常重要并且容易退化和失效的關(guān)鍵元器件，對(duì)其進(jìn)行故障監(jiān)測(cè)與壽命估算，具有重大的工程意義。
　　本文主要對(duì)開關(guān)電源中的兩個(gè)關(guān)鍵的器件，即電解質(zhì)

2、濾波電容以及光電耦合器的性能退化特性進(jìn)行研究。根據(jù)國(guó)內(nèi)外諸多專家學(xué)者的研究成果，推導(dǎo)確定其退化參數(shù)的監(jiān)測(cè)和數(shù)據(jù)采集的方案。其中，電解質(zhì)濾波電容的退化由串聯(lián)電阻ESR（Equivalent Series Resistance）表征，其退化影響開關(guān)電源輸出端電壓中的紋波電壓大??；光耦合器的退化由其特征參數(shù)電流傳輸比CTR（Current Transfer Ratio）表征，其退化影響開關(guān)電源內(nèi)部反饋回路的性能，影響開關(guān)電源的輸出瞬時(shí)震蕩頻率

3、。通過(guò)監(jiān)測(cè)開關(guān)電源輸出的紋波電壓和瞬時(shí)震蕩進(jìn)行監(jiān)測(cè)則可以監(jiān)測(cè)其退化和故障。
　　在確立數(shù)據(jù)采集方案的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)關(guān)鍵元器件進(jìn)行退化研究實(shí)驗(yàn)，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)采集的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，建立電解質(zhì)濾波電容以及光耦合器的關(guān)鍵參數(shù)的失效檢測(cè)模型。于電解質(zhì)濾波電容而言，等效電阻ESR值與紋波電壓幅值A(chǔ)RIP成線性關(guān)系；對(duì)光耦合器來(lái)說(shuō)，電流傳輸效率CTR值與震蕩脈沖個(gè)數(shù)N為二次函數(shù)的關(guān)系。根據(jù)得到的關(guān)鍵元器件性能退化的失效模型，針對(duì)性的開發(fā)設(shè)計(jì)電解