淺析溫度對(duì)通信開(kāi)關(guān)電源的影響

 
      通信開(kāi)關(guān)電源的主要部件是頻開(kāi)關(guān)整流器，它是伴隨功率電子學(xué)理論和及功率電子器件的發(fā)展而逐漸發(fā)展成熟的。采用軟開(kāi)關(guān)的整流器，功耗變得小，溫度低，體積和重量都有大幅度下降，整體質(zhì)量和不斷提。但是每當(dāng)環(huán)境溫度升10℃時(shí)，主要功率元件的壽命減少50％。出現(xiàn)這樣壽命迅速下降的原因都是由于溫度的變化。由微觀和宏觀機(jī)械應(yīng)力集中所導(dǎo)致的疲勞失效,鐵磁材料及其他零部件運(yùn)行時(shí)在交變應(yīng)力持續(xù)作用下,將萌生多種類(lèi)型的微觀內(nèi)部缺陷。因此設(shè)備的散熱，是設(shè)備和壽命的必要條件。

1、 工作溫度與功率電子組件的和壽命的關(guān)系。

　　電源是種電能轉(zhuǎn)換設(shè)備，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中本身需要消耗掉些電能，而這些電能則被轉(zhuǎn)化為熱量釋出。電子元件工作的穩(wěn)定與老化速度是和環(huán)境溫度息息相關(guān)的。功率電子組件是由多種半導(dǎo)體材料組成的。由于開(kāi)關(guān)電源功率元件工作時(shí)的損耗是由其自身發(fā)熱來(lái)散失，所以膨脹系數(shù)不同的多種材料相互的熱循環(huán)會(huì)引起顯著的應(yīng)力，甚至有可能導(dǎo)致瞬間斷裂，使元件失效。若功率元件長(zhǎng)期工作在異常的溫度條件下，會(huì)引發(fā)將導(dǎo)致斷裂的疲勞。由于半導(dǎo)體存在熱疲勞壽命，這就要求其應(yīng)該工作在相對(duì)穩(wěn)定和低的溫度范圍內(nèi)。

　　同時(shí)的冷熱變化會(huì)暫時(shí)的產(chǎn)生半導(dǎo)體溫度差，從而會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力與熱沖擊。使元件承受熱――機(jī)械應(yīng)力，當(dāng)溫差過(guò)大時(shí)，導(dǎo)致元件的不同材料部分產(chǎn)生應(yīng)力裂紋。使元件過(guò)早失效。這也就要求功率元件應(yīng)工作在相對(duì)穩(wěn)定的工作溫度范圍內(nèi)，減少溫度的急劇變化，以消除熱應(yīng)力沖擊的影響，元件長(zhǎng)期可靠的工作。

2、工作溫度對(duì)變壓器的絕緣能力影響

　　開(kāi)關(guān)電源變壓器的初繞組通電后，線(xiàn)圈所產(chǎn)生的磁通在鐵心流動(dòng)，由于鐵心本身是導(dǎo)體，在垂直于磁力線(xiàn)的平面上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，在鐵心的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流，稱(chēng)為“渦流”。這個(gè)“渦流”使變壓器的損耗增加，并使變壓器的鐵心發(fā)熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產(chǎn)生的損耗稱(chēng)為“鐵損”。另外要繞制變壓器使用的銅線(xiàn)，這些銅導(dǎo)線(xiàn)存在著電阻 ，電流流過(guò)時(shí)這電阻會(huì)消耗的功率，這部分損耗變成熱量而消耗，稱(chēng)這種損耗為“銅損”。所以鐵損和銅損是變壓器工作產(chǎn)生溫升的主要原因。

　　由于變壓器工作溫度升，必然造成線(xiàn)圈老化，當(dāng)其絕緣能下降后，導(dǎo)致抗市電的沖擊能力減弱。這時(shí)若有雷擊或市電浪涌出現(xiàn)時(shí)，在變壓器的初出現(xiàn)的反壓會(huì)將變壓器擊穿，使開(kāi)關(guān)電源失效，同時(shí)還有壓串入通信主設(shè)備，組成主設(shè)備損壞的危險(xiǎn)。