熱像儀助力電源穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

電源是所有電器中都必須具備的重要部分，在電子設(shè)備行業(yè)中，人們把電源模塊比喻為電子設(shè)備和電子系統(tǒng)的“心臟”，而且電源也是電器系統(tǒng)中承載功率最大的環(huán)節(jié)。

　　電源分析

　　近年來(lái)電源設(shè)備日趨復(fù)雜，元器件的品種和數(shù)量增加很快，使用環(huán)境也變得惡劣多樣，而所服務(wù)的電子系統(tǒng)又越來(lái)越重要和昂貴，特別是軍用裝備，尤其是航空、航天上的元器件及系統(tǒng)可靠性的要求就更高了。

　　電器系統(tǒng)中的電源其任務(wù)就是為電器系統(tǒng)中的各種電路提供電能，由于電路的類型各自功能有別，因此對(duì)電源按照供給方式的不同，可以分為：UPS電源、EPS電源、穩(wěn)壓電源、變頻電源、凈化電源 、特種電源、發(fā)電機(jī)組、開(kāi)關(guān)電源(AC/DC) 、逆變電源(DC/AC)、模塊電源(DC/DC)以及其他電源等。

　　熱像儀在電源中有哪些應(yīng)用？

　　電源的溫度控制，是提高電源模塊及系統(tǒng)可靠性及使用壽命的重要途徑。在電源的設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，選擇合適的元器件，即減少電路損耗，提高模塊轉(zhuǎn)換效率，與選擇合理的冷卻方式是保證電源可靠穩(wěn)定工作的關(guān)鍵技術(shù)，將二者有機(jī)結(jié)合，會(huì)使得電源具有對(duì)環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、成本低、維護(hù)方便等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

　　熱像儀能提供清晰的電源電路及其整個(gè)電源系統(tǒng)溫度場(chǎng)分布的圖像和準(zhǔn)確的溫度測(cè)量。

　　1)電子元器件

　　電源是一種電能轉(zhuǎn)換設(shè)備，在轉(zhuǎn)換過(guò)程中本身需要消耗掉一些電能，而這些電能則被轉(zhuǎn)化為熱量釋出。電子元件工作的穩(wěn)定性與老化速度是和環(huán)境溫度息息相關(guān)的。每當(dāng)環(huán)境溫度升高10℃時(shí)，主要功率元件的壽命減少50％，這就要求電子元器件應(yīng)該工作在相對(duì)穩(wěn)定和較低的溫度范圍內(nèi)。

　　熱像儀可以提供給工程師電路中各元器件的工作時(shí)發(fā)熱情況熱圖，幫助工程師分析元器件對(duì)整個(gè)電源電路溫度的影響，同時(shí)也能夠幫助工程師選擇合適負(fù)載能力的轉(zhuǎn)換模塊。

　　2)變壓器

　　變壓器是電源工作得主要部件，其發(fā)熱溫度有限制的，目前國(guó)內(nèi)的3C 認(rèn)證將變壓器溫度限制在120℃內(nèi)，歐洲UL認(rèn)證將變壓器溫度限制在115℃內(nèi)。電源的主要發(fā)熱源也是變壓為器，而鐵芯損耗和銅線損耗變壓器工作產(chǎn)生溫升的主要原因。 另外，由于變壓器工作溫度升高，必然造成鐵芯負(fù)載減弱，和線圈老化，當(dāng)其絕緣性能下降后，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)，在變壓器的初級(jí)出現(xiàn)的高反壓會(huì)將變壓器擊穿，使電源失效，同時(shí)還有高壓串入主設(shè)備，造成主設(shè)備損壞的危險(xiǎn)。

　　熱像儀可以通過(guò)迅速、簡(jiǎn)便的操作，提供準(zhǔn)確的變壓器溫度。

　　3)電路熱分布

　　同一塊電路板的器件應(yīng)盡可能的按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列，采用合理的器件排列方式，可以有效的降低印制電路的溫升，從而使器件及設(shè)備的故障率明顯下降。

　　熱像儀可以通過(guò)提供的紅外熱圖，幫助工程師分析出整塊線路板的溫度分布，完善工程師的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。

4)電源冷卻

　　電源冷卻技術(shù)是滿足行業(yè)各項(xiàng)技術(shù)性能要求的基本手段。目前各個(gè)電源模塊常用的冷卻方式有自然冷卻、純風(fēng)扇冷卻、自然冷卻和風(fēng)扇冷卻相結(jié)合三種。

　　電源產(chǎn)品中有很大的一個(gè)變壓器，還有些大的電容，這些都是大熱源，這些熱源可能會(huì)給您的產(chǎn)品內(nèi)部一些其它電路及其元器件的穩(wěn)定性、使用壽命都會(huì)帶來(lái)很大影響。利用紅外熱像儀，可以非常直接的測(cè)量出三種情況下的發(fā)熱和散熱情況，工程師改善設(shè)計(jì)，在實(shí)際應(yīng)用使用合理的冷卻手段，提高電源的可靠穩(wěn)定性，減少設(shè)備的故障率。

　　5) 工藝改進(jìn)

　　電源設(shè)備在加工時(shí)，容易在接頭處以及壓線處出現(xiàn)工藝問(wèn)題，利用熱象儀可以較為簡(jiǎn)便、直觀、安全地發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，幫助生產(chǎn)人員、質(zhì)檢人員更好的發(fā)現(xiàn)并解決問(wèn)題，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

　　熱像儀在電源企業(yè)的應(yīng)用部門，除研發(fā)部門，還主要有：品管部門、售后服務(wù)部及設(shè)備維護(hù)等部門。

　　紅外熱像儀的獨(dú)特應(yīng)用

　　1、現(xiàn)有的溫度分析工具

　　對(duì)于電源在研發(fā)和應(yīng)用中，由于其特殊性，許多工程師都會(huì)抱怨現(xiàn)有的手段難以支持他們進(jìn)行一個(gè)細(xì)致而全面的溫度場(chǎng)描繪，同時(shí)操作不方便、而且可能改變?cè)瓬囟葓?chǎng)分布，如：目前在電源開(kāi)發(fā)和應(yīng)用中，溫度分析的工具是數(shù)據(jù)采集器，但使用數(shù)據(jù)采集器可能會(huì)遇到如下問(wèn)題：電路板斷電，貼片熱電偶不夠多，操作不方便，反應(yīng)時(shí)間較慢(30秒至1分鐘)，使用數(shù)據(jù)采集器還將改變所測(cè)器件的散熱狀況，同時(shí)也無(wú)法分析整個(gè)電源的溫度場(chǎng)分布及散熱分析等。

　　2、熱像儀溫度分析優(yōu)點(diǎn)

　　紅外熱像儀和數(shù)據(jù)采集器、紅外點(diǎn)溫儀相比較，有自身的優(yōu)點(diǎn)：

　　a)通過(guò)紅外線熱像儀檢測(cè)目標(biāo)電路時(shí)，不需要斷電，操作方便，同時(shí)非接觸測(cè)量使原有的溫度場(chǎng)不受干擾；

　　b)反應(yīng)速度較快，小于1毫秒；

　　c)利用配套的紅外分析軟件，用戶可以不需要在現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)所獲得的電源溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)而全面的分析，同時(shí)生成一個(gè)完備的溫度報(bào)表。

　　本文小結(jié)

　　熱像儀在電源行業(yè)可以發(fā)揮其優(yōu)越性，由于它所具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，能補(bǔ)充傳統(tǒng)檢測(cè)手段的不足。但是還有很多工作需要在今后的實(shí)踐中進(jìn)一步改進(jìn)和提高，使得紅外熱像技術(shù)在電源行業(yè)中的應(yīng)用更加廣泛和科學(xué)，有效地提升電源產(chǎn)品質(zhì)量，提高電能轉(zhuǎn)換效率、以及提高系統(tǒng)性能水平。