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試驗案(àn)例:高溫對電源適(shì)配器安全性能的影響

作者: 網絡 編輯: 草莓视频网站儀器 來源: www.tuyatang.com 發(fā)布日期: 2020.06.15

    電子(zǐ)產品在正常使用過程中,其內部的電子元器件如電阻器、電容器、繞組(變壓器(qì)、電感線圈)、半導體器件(尤其是大功率器件)都要消耗電(diàn)能,其中一部分以熱(rè)能的形式向外散發,使設備各個部分的溫度不同(tóng)程度的升高。熱量的傳(chuán)遞方式主要(yào)有三(sān)種:熱傳導、熱(rè)對流和熱輻(fú)射。所有溫度高的部分會對周圍溫(wēn)度(dù)低的部(bù)分發生熱(rè)輻射。當環境溫度較高時,熱輻射不明顯,設備的熱量不(bú)易(yì)散發,會導致設備中元器件的溫(wēn)度升高。當設備的溫度超過絕緣材料所能(néng)承受的溫度時,可能導致(zhì)絕緣材(cái)料(liào)軟化、變形,從而導致爬(pá)電距離和電氣間隙的減小,設備的安全絕緣性能下降或失(shī)效,以至(zhì)引發電擊危險等。另外(wài),過高的溫度還會導致灼傷、引燃、著火等危險。

高溫對電源適配器安全性能的影響(xiǎng)

    1、試驗樣品和試驗條件

    通過試驗可驗證較(jiào)高(gāo)的環境溫度會增加(jiā)設備(bèi)的發熱程度。選擇在發熱上(shàng)具有一定代表性的試驗樣品,使其處於滿負載的條件下,或處於在(zài)正常工作中可能出現的不利條件的組合下,在高低溫濕熱(rè)試驗箱內模擬不同的環境溫(wēn)度來測試其主要發熱(rè)部(bù)位的溫升。本(běn)文所述的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(cè)隨環境溫度的上升,設備正常(cháng)工作時溫度(溫升)的變化趨(qū)勢。測試點主要選在:變壓器繞組(或骨(gǔ)架)、大功率發熱器件(三極管等)及其鄰近的印製板、外殼等部位。

    2、試(shì)驗方(fāng)法

    試驗采用熱電偶測(cè)試法。使用數據采集(jí)器觀測溫度變化趨勢,待測試點的溫度穩定後,記錄穩定時的(de)溫度。
    測試步驟為:
    (1)給試驗樣品加額定負(fù)載,或(huò)使其處在不利的工作條件下;
    (2)使高低溫(wēn)濕熱試驗箱的(de)溫度達到預定的環境溫度,並穩定;
    (3)觀測試驗樣品的溫度變化,直至各(gè)溫度測試點的溫度達到穩定(即溫度(dù)漂(piāo)移在±1℃);
    (4)記錄測試結果。

    3、試驗結果分析

    圖(tú)1是在不同環境溫度(dù)條件下電源適配器(qì)各個測(cè)試點的發(fā)熱溫度的曲線圖,其(qí)中橫坐標為環境溫度,共有6個數據點,對應著6檔環境溫度(dù),分別為(wéi)+20℃、+25℃、+30℃、+35℃、+40 ℃和+45℃;縱坐標為各(gè)測試點溫度,表示各測試點在不同環境溫度下穩定的發熱溫度。圖1中不同的曲線代表著適配器(qì)各測試點(diǎn)的發熱溫度隨環(huán)境(jìng)溫度的變化趨(qū)勢。其中下方的(de)曲線為(wéi)高低(dī)溫濕熱試驗箱環境溫(wēn)度實測(cè)值。圖1中表格中的數據為圖中曲線各統計點的縱向坐標值。例如:代表電解電容溫度的(de)曲線在橫坐標1號統(tǒng)計數據點,環境溫度為+20℃檔(實(shí)測環境溫度為21.71℃時),測得的發熱溫度為65.82℃。即此數據格(gé)對應從(cóng)圖1中由上向下數第三條曲線上的點的縱坐(zuò)標值為65.82℃。

適配器不同環境溫度(dù)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隨著環(huán)境溫度的上升基(jī)本呈線性上升(shēng)趨勢,而溫升基本為恒定(dìng)值。這些測試點包(bāo)括(kuò)了重要的(de)安全器件,比如起安全隔離(lí)作用的變壓器,當(dāng)其溫度(dù)隨著環境溫(wēn)度的上升而升高並超過其絕緣材料所能承受的溫度時,可能導致(zhì)絕緣材料老(lǎo)化,初次級繞組間的絕緣失效,從而造成(chéng)電擊(jī)危險等。在相關的電子產品安全標準中,對設備中不同元器件在正常工作條件下和故障條件下的溫升(溫度)都規定了一定的限值。
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