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試驗案例:高溫對電源適配器安全性(xìng)能的影響

作者: 網絡 編輯: 草莓视频网站儀器 來源: www.tuyatang.com 發布日期: 2020.06.15

    電子產品在正常使(shǐ)用過程中,其內部的電子(zǐ)元器件如電阻(zǔ)器、電容器、繞(rào)組(變壓器、電感線圈)、半導體(tǐ)器件(尤其是大功率器件)都要消耗電能,其中一部分以熱能的形式向外散發,使(shǐ)設備各個部(bù)分的溫度(dù)不同程度的(de)升高。熱量的傳遞方式主(zhǔ)要有三種:熱傳導、熱對流和熱輻(fú)射。所有溫度(dù)高的部分會(huì)對周圍溫度低的部分發生熱(rè)輻射。當環境溫度較(jiào)高時,熱輻射不明顯,設備(bèi)的熱量不易散發,會導致設備中元器件的溫度升高。當設備(bèi)的溫(wēn)度超過絕緣(yuán)材料所(suǒ)能承受的溫度時,可能導致絕緣材料軟化、變形,從而導致爬電距離和電(diàn)氣間隙的減(jiǎn)小,設(shè)備的安全絕緣性能下降或失效,以至引發電擊危險等。另(lìng)外,過高的溫度還會導致灼傷、引燃、著火等危險(xiǎn)。

高溫對電源適配(pèi)器安全性(xìng)能的影響

    1、試驗樣品和試驗條件

    通過試驗可(kě)驗證較高的環境溫度會(huì)增(zēng)加設備的發熱程度。選擇在發熱上具有一定代表性的(de)試驗樣品,使其(qí)處於滿負載的條件下,或處於在(zài)正常工作中(zhōng)可能(néng)出現的不利條(tiáo)件的組合下,在高低溫濕熱試驗箱內模擬不同(tóng)的環境溫度來測試其主要發熱部位的溫升。本文所述的(de)試驗以電源適配器作為樣品,使其連接額定(dìng)負載。在+25℃~+55℃(實驗室溫(wēn)度)之間觀測隨(suí)環境溫度的上升,設(shè)備(bèi)正常工作時溫度(溫升)的變化趨勢。測試點主要選在:變壓器繞組(或骨架)、大(dà)功率發熱器件(三極管等)及其鄰近的印製板、外殼等部位。

    2、試驗方法(fǎ)

    試驗采用熱電偶測試法。使(shǐ)用數據采集器觀測溫(wēn)度變化(huà)趨勢,待測試點的溫度穩定後,記錄穩定時的溫度。
    測試步驟為:
    (1)給試驗樣品加額定負載,或使其處在不利的工作條件下;
    (2)使高低溫濕熱試驗箱的溫度達到預定的環境(jìng)溫度,並穩定;
    (3)觀測試驗樣品的溫度變(biàn)化(huà),直至各溫度測試點的溫度達(dá)到穩定(即溫度漂移在±1℃);
    (4)記錄測試結(jié)果。

    3、試驗結果分析

    圖1是在不同環境溫度條件下電源適配器各個測試點(diǎn)的發熱溫度的曲線圖,其(qí)中橫坐(zuò)標為環(huán)境溫度,共有6個數據點,對應著6檔環(huán)境溫(wēn)度,分別為(wéi)+20℃、+25℃、+30℃、+35℃、+40 ℃和+45℃;縱坐標為(wéi)各測試點(diǎn)溫度,表示各測試點在不(bú)同環境溫度下穩定的發熱(rè)溫度。圖1中不(bú)同的曲線代表著適配器(qì)各測試點的發熱溫(wēn)度隨環境溫度的變化趨勢(shì)。其中下方(fāng)的曲線為高低(dī)溫濕熱試驗箱環(huán)境溫度實測值。圖1中表格(gé)中的數(shù)據為(wéi)圖中曲線各統計點的縱向坐標值。例(lì)如(rú):代表電解電容溫度的曲線在橫坐標(biāo)1號統計數(shù)據點,環境溫度為+20℃檔(實測環境溫度為21.71℃時(shí)),測得的發熱溫度為65.82℃。即此數據格對應(yīng)從(cóng)圖1中由上向下數第三條曲線上的點的縱坐標值為65.82℃。

適配器不(bú)同環境溫度下的溫度曲線

    從圖1可以看到,在環境溫度(dù)20℃~45℃區間內,適配器所有各測試點的溫度(dù)隨著環境溫度(dù)的上升基本呈線性上升趨勢,而(ér)溫升基本為恒(héng)定值。這些測試點包括了重要(yào)的安全器件,比如起安全隔離作用的變壓器,當其溫(wēn)度(dù)隨(suí)著環境溫度的(de)上升而升高並超過其絕緣材料所能承受(shòu)的溫度時,可能導致絕緣(yuán)材料老化,初次級繞組間的絕緣失效,從而造成電擊危險等。在相關的電子產品(pǐn)安全(quán)標準中,對設備中不同元器件在正常工作條件(jiàn)下和故障條件下的(de)溫升(溫度(dù))都規定了(le)一定的限值。
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