本文關(guān)鍵詞：開關(guān)電源關(guān)鍵器件失效研究及探測

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【摘要】：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,對其進(jìn)行故障監(jiān)測與壽命估算,具有重大的工程意義。本文主要對開關(guān)電源中的兩個(gè)關(guān)鍵的器件,即電解質(zhì)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小;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。通過監(jiān)測開關(guān)電源輸出的紋波電壓和瞬時(shí)震蕩進(jìn)行監(jiān)測則可以監(jiān)測其退化和故障。在確立數(shù)據(jù)采集方案的基礎(chǔ)上,通過對關(guān)鍵元器件進(jìn)行退化研究實(shí)驗(yàn),并且對實(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;對光耦合器來說,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,針對性的開發(fā)設(shè)計(jì)電解質(zhì)濾波電容器和光耦合器的失效監(jiān)測系統(tǒng),設(shè)計(jì)其關(guān)鍵信號(紋波電壓以及瞬時(shí)震蕩)的監(jiān)測電路,完成對開關(guān)電源的性能退化預(yù)警和故障監(jiān)測。
【關(guān)鍵詞】：開關(guān)電源 電解質(zhì)電容 光耦合器 故障監(jiān)測
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN86
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 研究工作的背景與意義9-10
• 1.2 開關(guān)電源故障檢測的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容與方案11-13
• 1.3.1 研究內(nèi)容11
• 1.3.2 研究方案11-12
• 1.3.3 本文的創(chuàng)新之處12-13
• 1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排13-14
• 第二章 開關(guān)電源關(guān)鍵元器件的失效機(jī)理14-24
• 2.1 電解質(zhì)濾波電容的失效模型及機(jī)理14-19
• 2.1.1 等效電路14-16
• 2.1.2 退化原因16
• 2.1.3 退化過程在參數(shù)上的表現(xiàn)16-18
• 2.1.4 關(guān)鍵參數(shù)的選取及分析18-19
• 2.2 光耦合器的失效模型及機(jī)理19-23
• 2.2.1 光耦合器的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)19-21
• 2.2.2 光耦合器退化機(jī)理21-23
• 2.2.2.1 光耦合器退化機(jī)理21
• 2.2.2.2 光耦合器CTR的表征21-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 元器件退化的關(guān)鍵監(jiān)測信號24-31
• 3.1 電解質(zhì)濾波電容退化關(guān)鍵信號24-27
• 3.1.1 時(shí)域分析24-25
• 3.1.2 頻域分析25-26
• 3.1.3 利用紋波電壓的近似計(jì)算26-27
• 3.2 光耦合器退化關(guān)鍵信號確定27-30
• 3.3 本章小結(jié)30-31
• 第四章 關(guān)鍵元器件的加速實(shí)驗(yàn)31-37
• 4.1 電解質(zhì)濾波電容的退化實(shí)驗(yàn)31-34
• 4.2 光耦合器的退化實(shí)驗(yàn)34-36
• 4.3 本章小結(jié)36-37
• 第五章 監(jiān)測電路設(shè)計(jì)與仿真37-53
• 5.1 電解質(zhì)電容檢測電路設(shè)計(jì)及仿真38-45
• 5.1.1 偏置放大電路39-41
• 5.1.2 濾波電路41-44
• 5.1.3 整體電路44-45
• 5.2 光耦合器檢測電路設(shè)計(jì)及仿真45-50
• 5.2.1 震蕩引入電路46-47
• 5.2.2 整形電路47-48
• 5.2.3 放大電路48-49
• 5.2.4 方波產(chǎn)生電路49-50
• 5.2.5 整體電路50
• 5.3 ARM數(shù)據(jù)處理流程50-52
• 5.4 本章小結(jié)52-53
• 第六章 監(jiān)測設(shè)備測試53-68
• 6.1 PCB電路測試54-61
• 6.1.1 文波電壓采集電路測試54-57
• 6.1.2 震蕩信號采集電路測試57-61
• 6.2 故障監(jiān)測設(shè)備測試61-67
• 6.2.1 電解電容故障監(jiān)測測試61-64
• 6.2.2 光耦合器故障監(jiān)測測試64-67
• 6.3 本章小結(jié)67-68
• 第七章 總結(jié)與展望68-70
• 7.1 全文總結(jié)68
• 7.2 后續(xù)工作展望68-70
• 致謝70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果75-76

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳志彬;王仲初;;單相開關(guān)電源的設(shè)計(jì)[J];電源世界;2001年10期

2 陳志彬,吳文波;單相開關(guān)電源的設(shè)計(jì)[J];鞍山鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào);2001年06期

3 周志敏;開關(guān)電源的分類及應(yīng)用[J];電子質(zhì)量;2001年11期

4 陳海龍;開關(guān)電源的關(guān)鍵技術(shù)[J];現(xiàn)代電信科技;2001年12期

5 張永貴;趙金順;;開關(guān)電源故障的分析與檢修[J];家電檢修技術(shù);2001年10期

6 周志敏;;開關(guān)電源的分類及應(yīng)用[J];電源技術(shù)應(yīng)用;2001年03期

7 苑國良;開關(guān)電源發(fā)展新趨勢[J];機(jī)電一體化;2002年01期

8 楊柳春;談開關(guān)電源的效率[J];蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2002年01期

9 劉軍;開關(guān)電源的應(yīng)用與發(fā)展[J];大眾用電;2002年12期

10 徐九玲,謝運(yùn)祥,彭軍;開關(guān)電源的新技術(shù)與發(fā)展前景[J];電氣時(shí)代;2003年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳永真;;一種簡潔的高效率開關(guān)電源的研制[A];2008中國電工技術(shù)學(xué)會電力電子學(xué)會第十一屆學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2008年

2 李硯泉;;回掃式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)[A];信息科學(xué)與微電子技術(shù):中國科協(xié)第三屆青年學(xué)術(shù)年會論文集[C];1998年

3 朱春節(jié);馬衛(wèi)東;郭春生;李志國;呂長志;;開關(guān)電源模塊可靠性研究[A];2007'第十二屆全國可靠性物理學(xué)術(shù)討論會論文集[C];2007年

4 陳百川;陳百江;;開關(guān)電源常見故障的檢修[A];第六屆中國科學(xué)家論壇論文匯編[C];2007年

5 屈熹;姜書艷;劉布民;;提高開關(guān)電源效率的方法研究[A];2007'中國儀器儀表與測控技術(shù)交流大會論文集（二）[C];2007年

6 張利光;;通信開關(guān)電源原理簡析及應(yīng)用[A];河南省通信學(xué)會2005年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

7 鐘炎平;;開關(guān)電源的噪聲及其抑制[A];第二十屆電工理論學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

8 瞿小龍;徐自強(qiáng);汪澎;;小型化開關(guān)電源的發(fā)展和趨勢[A];2010中國電子制造技術(shù)論壇論文集[C];2010年

9 高峰;;計(jì)算機(jī)開關(guān)電源的一般維修方法[A];河南地球科學(xué)通報(bào)2008年卷（下冊）[C];2008年

10 謝聯(lián)f;;醫(yī)療設(shè)備的開關(guān)電源的工作原理和維修[A];2011年浙江省醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會第九屆學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2011年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐君;亞洲開關(guān)電源制造業(yè)市場透析[N];中國電力報(bào);2002年

2 雯麗;工業(yè)開關(guān)電源行業(yè)有待整合[N];國家電網(wǎng)報(bào);2009年

3 浙江 吳建龍;5V/1A開關(guān)電源的制作[N];電子報(bào);2013年

4 徐君;亞洲開關(guān)電源制造業(yè)市場透析[N];中國電力報(bào);2002年

5 黎力;開關(guān)電源的選用[N];中國電力報(bào);2004年

6 信息產(chǎn)業(yè)部電子九所 周平章 何發(fā)松;開關(guān)電源的技術(shù)與市場[N];中國電子報(bào);2000年

7 中興通訊股份有限公司電源系統(tǒng)部 向陽;探尋開關(guān)電源供應(yīng)商新出路[N];中國電子報(bào);2004年

8 吉林 劉柏林;改110V為220V輸入的開關(guān)電源[N];電子報(bào);2002年

9 廣東 羅衛(wèi)平;檢修開關(guān)電源防止開關(guān)管炸裂方法[N];電子報(bào);2003年

10 北京 張純學(xué);5V/3A開關(guān)電源的修理與改進(jìn)[N];電子報(bào);2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 周月閣;開關(guān)電源多元質(zhì)量穩(wěn)健優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 劉雨鑫;基于系統(tǒng)兼容性的DC-DC開關(guān)電源芯片研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2015年

3 于月森;本質(zhì)安全型開關(guān)電源基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2012年

4 袁臣虎;開關(guān)電源DC/DC變換器電路參數(shù)及新拓?fù)溲芯縖D];天津大學(xué);2012年

5 陳乾宏;開關(guān)電源中磁集成技術(shù)的應(yīng)用研究[D];南京航空航天大學(xué);2002年

6 劉簾曦;基于Verilog-A HDL高層次行為模型的大功率DC/DC開關(guān)電源芯片的設(shè)計(jì)研究[D];西安電子科技大學(xué);2006年

7 吳景林;40T混合磁體外超導(dǎo)磁體電源的開關(guān)電源方案研究與設(shè)計(jì)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王琳;基于STM32的高壓電源設(shè)計(jì)[D];遼寧大學(xué);2015年

2 高雪菲;基于DSP和FPGA的數(shù)字化開關(guān)電源的研究和設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2014年

3 李艷麗;開關(guān)電源中保護(hù)電路的研究與設(shè)計(jì)[D];西南交通大學(xué);2015年

4 馮強(qiáng);開關(guān)電源傳導(dǎo)電磁干擾建模研究[D];西南交通大學(xué);2015年

5 杜培德;一種用于機(jī)載電子設(shè)備的DC-DC開關(guān)電源的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2015年

6 杜宇娟;基于I~2C總線的模塊化測試電源設(shè)計(jì)[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

7 曹麗娟;電磁加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)研究[D];湖北大學(xué);2011年

8 彭波;一種新型單級半橋式開關(guān)電源的設(shè)計(jì)與研究[D];安徽理工大學(xué);2016年

9 潘峰;組網(wǎng)LED燈電源與集控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];中國計(jì)量學(xué)院;2015年

10 張艷紅;全橋PWM軟開關(guān)電源的研究[D];東北石油大學(xué);2010年

，

本文編號：555189