溫度對通信開關電源性能和壽命的影響

tongxinkaiguandianyuandezhuyaobujianshigaopinkaiguanzhengliuqi，tashibansuigonglvdianzixuelilunhejishujigonglvdianziqijiandefazhanerzhujianfazhanchengshude。caiyongruankaiguanjishudezhengliuqi
，gonghaobiandegengxiao，wendugengdi，tijihezhongliangdouyoudafuduxiajiang
，zhengtizhilianghekekaoxingbuduantigao。danshimeidanghuanjingwendushenggao10℃時
，主要功率元件的壽命減少50％。出現這樣壽命迅速下降的原因都是由於溫度的變化。由各種微觀和宏觀機械應力集中所導致的疲勞失效,鐵磁性材料及其他零部件運行時在交變應力持續作用下,將萌生多種類型的微觀內部缺陷。因此保證設備的有效散熱，是保證設備可靠性和壽命的必要條件。

工作溫度與功率電子組件的可靠性和壽命的關係

電(dian)源(yuan)是(shi)一(yi)種(zhong)電(dian)能(neng)轉(zhuan)換(huan)設(she)備(bei)，在(zai)轉(zhuan)換(huan)過(guo)程(cheng)中(zhong)本(ben)身(shen)需(xu)要(yao)消(xiao)耗(hao)掉(diao)一(yi)些(xie)電(dian)能(neng)

，而(er)這(zhe)些(xie)電(dian)能(neng)則(ze)被(bei)轉(zhuan)化(hua)為(wei)熱(re)量(liang)釋(shi)出(chu)。電(dian)子(zi)元(yuan)件(jian)工(gong)作(zuo)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)與(yu)老(lao)化(hua)速(su)度(du)是(shi)和(he)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)息(xi)息(xi)相(xiang)關(guan)的(de)。功(gong)率(lv)電(dian)子(zi)組(zu)件(jian)是(shi)由(you)多(duo)種(zhong)半(ban)導(dao)體(ti)材(cai)料(liao)組(zu)成(cheng)的(de)。由(you)於(yu)功(gong)率(lv)元(yuan)件(jian)工(gong)作(zuo)時(shi)的(de)損(sun)耗(hao)是(shi)由(you)其(qi)自(zi)身(shen)發(fa)熱(re)來(lai)散(san)失(shi)
，所(suo)以(yi)膨(peng)脹(zhang)係(xi)數(shu)不(bu)同(tong)的(de)多(duo)種(zhong)材(cai)料(liao)相(xiang)互(hu)聯(lian)係(xi)的(de)熱(re)循(xun)環(huan)會(hui)引(yin)起(qi)非(fei)常(chang)顯(xian)著(zhu)的(de)應(ying)力(li)，甚(shen)至(zhi)有(you)可(ke)能(neng)導(dao)致(zhi)瞬(shun)間(jian)斷(duan)裂(lie)，使(shi)元(yuan)件(jian)失(shi)效(xiao)。若(ruo)功(gong)率(lv)元(yuan)件(jian)長(chang)期(qi)工(gong)作(zuo)在(zai)異(yi)常(chang)的(de)溫(wen)度(du)條(tiao)件(jian)下(xia)

，會(hui)引(yin)發(fa)將(jiang)導(dao)致(zhi)斷(duan)裂(lie)的(de)疲(pi)勞(lao)。由(you)於(yu)半(ban)導(dao)體(ti)存(cun)在(zai)熱(re)疲(pi)勞(lao)壽(shou)命(ming)，這(zhe)就(jiu)要(yao)求(qiu)其(qi)應(ying)該(gai)工(gong)作(zuo)在(zai)相(xiang)對(dui)穩(wen)定(ding)和(he)低(di)的(de)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)內(nei)。

同時快速的冷熱變化會暫時的產生半導體溫度差，從而會產生熱應力與熱衝擊。使元件承受熱――機(ji)械(xie)應(ying)力(li)，當(dang)溫(wen)差(cha)過(guo)大(da)時(shi)
，導(dao)致(zhi)元(yuan)件(jian)的(de)不(bu)同(tong)材(cai)料(liao)部(bu)分(fen)產(chan)生(sheng)應(ying)力(li)裂(lie)紋(wen)。使(shi)元(yuan)件(jian)過(guo)早(zao)失(shi)效(xiao)。這(zhe)也(ye)就(jiu)要(yao)求(qiu)功(gong)率(lv)元(yuan)件(jian)應(ying)工(gong)作(zuo)在(zai)相(xiang)對(dui)穩(wen)定(ding)的(de)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)內(nei)，減(jian)少(shao)溫(wen)度(du)的(de)急(ji)劇(ju)變(bian)化(hua)，以(yi)消(xiao)除(chu)熱(re)應(ying)力(li)衝(chong)擊(ji)的(de)影(ying)響(xiang)，保(bao)證(zheng)元(yuan)件(jian)長(chang)期(qi)可(ke)靠(kao)的(de)工(gong)作(zuo)。

工作溫度對變壓器的絕緣能力影響

變bian壓ya器qi的de初chu級ji繞rao組zu通tong電dian後hou，線xian圈quan所suo產chan生sheng的de磁ci通tong在zai鐵tie心xin流liu動dong，由you於yu鐵tie心xin本ben身shen是shi導dao體ti，在zai垂chui直zhi於yu磁ci力li線xian的de平ping麵mian上shang會hui產chan生sheng感gan應ying電dian勢shi，在zai鐵tie心xin的de斷duan麵mian上shang形xing成cheng閉bi合he回hui路lu並bing產chan生sheng電dian流liu，稱cheng為wei“渦流”。這個“渦流”使變壓器的損耗增加，並使變壓器的鐵心發熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產生的損耗稱為“鐵損”。另(ling)外(wai)要(yao)繞(rao)製(zhi)變(bian)壓(ya)器(qi)使(shi)用(yong)的(de)銅(tong)線(xian)
，這(zhe)些(xie)銅(tong)導(dao)線(xian)存(cun)在(zai)著(zhe)電(dian)阻(zu)

，電(dian)流(liu)流(liu)過(guo)時(shi)這(zhe)電(dian)阻(zu)會(hui)消(xiao)耗(hao)一(yi)定(ding)的(de)功(gong)率(lv)
，這(zhe)部(bu)分(fen)損(sun)耗(hao)變(bian)成(cheng)熱(re)量(liang)而(er)消(xiao)耗(hao)，稱(cheng)這(zhe)種(zhong)損(sun)耗(hao)為(wei)“銅損”。所以鐵損和銅損是變壓器工作產生溫升的主要原因。

由(you)於(yu)變(bian)壓(ya)器(qi)工(gong)作(zuo)溫(wen)度(du)升(sheng)
，必(bi)然(ran)造(zao)成(cheng)線(xian)圈(quan)老(lao)化(hua)，當(dang)其(qi)絕(jue)緣(yuan)性(xing)能(neng)下(xia)降(jiang)後(hou)
，導(dao)致(zhi)抗(kang)市(shi)電(dian)的(de)衝(chong)擊(ji)能(neng)力(li)減(jian)弱(ruo)。這(zhe)時(shi)若(ruo)有(you)雷(lei)擊(ji)或(huo)市(shi)電(dian)浪(lang)湧(yong)出(chu)現(xian)時(shi)，在(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)初(chu)級(ji)出(chu)現(xian)的(de)高(gao)反(fan)壓(ya)會(hui)將(jiang)變(bian)壓(ya)器(qi)擊(ji)穿(chuan)，使(shi)電(dian)源(yuan)失(shi)效(xiao)
，同(tong)時(shi)還(hai)有(you)高(gao)壓(ya)串(chuan)入(ru)通(tong)信(xin)主(zhu)設(she)備(bei)，組(zu)成(cheng)主(zhu)設(she)備(bei)損(sun)壞(huai)的(de)危(wei)險(xian)。

冷卻方式對電源工作溫度的影響

電(dian)源(yuan)的(de)散(san)熱(re)一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)直(zhi)接(jie)傳(chuan)導(dao)和(he)對(dui)流(liu)傳(chuan)導(dao)二(er)種(zhong)方(fang)式(shi)
，直(zhi)接(jie)熱(re)傳(chuan)導(dao)是(shi)熱(re)能(neng)沿(yan)物(wu)體(ti)從(cong)溫(wen)度(du)高(gao)的(de)一(yi)端(duan)向(xiang)溫(wen)度(du)低(di)的(de)一(yi)端(duan)傳(chuan)遞(di)
，其(qi)熱(re)傳(chuan)導(dao)的(de)能(neng)力(li)穩(wen)定(ding)。對(dui)流(liu)傳(chuan)導(dao)是(shi)液(ye)體(ti)或(huo)氣(qi)體(ti)通(tong)過(guo)回(hui)轉(zhuan)運(yun)動(dong)，使(shi)溫(wen)度(du)趨(qu)於(yu)均(jun)勻(yun)的(de)過(guo)程(cheng)。由(you)於(yu)對(dui)流(liu)傳(chuan)導(dao)牽(qian)扯(che)到(dao)動(dong)力(li)過(guo)程(cheng)，降(jiang)溫(wen)比(bi)較(jiao)順(shun)速(su)。

將(jiang)發(fa)元(yuan)件(jian)安(an)裝(zhuang)在(zai)金(jin)屬(shu)散(san)熱(re)器(qi)上(shang)，通(tong)過(guo)擠(ji)壓(ya)熱(re)表(biao)麵(mian)

，實(shi)現(xian)高(gao)低(di)不(bu)等(deng)能(neng)量(liang)體(ti)傳(chuan)遞(di)能(neng)量(liang)，能(neng)夠(gou)依(yi)靠(kao)大(da)麵(mian)積(ji)的(de)散(san)熱(re)片(pian)輻(fu)射(she)出(chu)去(qu)的(de)能(neng)量(liang)並(bing)不(bu)多(duo)。這(zhe)種(zhong)熱(re)傳(chuan)導(dao)方(fang)式(shi)稱(cheng)為(wei)自(zi)然(ran)冷(leng)卻(que)
，它(ta)對(dui)熱(re)量(liang)散(san)失(shi)延(yan)遲(chi)時(shi)間(jian)較(jiao)長(chang)。換(huan)熱(re)量(liang)Q＝KA△t（K換熱係數
，A換熱麵積,△t溫度差）
，若室內環境溫度偏高，△t的絕對值就小，這時這種傳熱方式的散熱性能就會大大下降。

在(zai)電(dian)源(yuan)中(zhong)增(zeng)加(jia)風(feng)扇(shan)將(jiang)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)中(zhong)堆(dui)積(ji)的(de)熱(re)量(liang)迅(xun)速(su)排(pai)出(chu)電(dian)源(yuan)之(zhi)外(wai)。風(feng)扇(shan)對(dui)散(san)熱(re)片(pian)的(de)持(chi)續(xu)送(song)風(feng)
，則(ze)可(ke)以(yi)被(bei)視(shi)為(wei)對(dui)流(liu)傳(chuan)遞(di)能(neng)量(liang)。稱(cheng)為(wei)風(feng)扇(shan)冷(leng)卻(que)，這(zhe)種(zhong)散(san)熱(re)方(fang)式(shi)的(de)延(yan)遲(chi)時(shi)間(jian)短(duan)長(chang)。散(san)熱(re)量(liang)Q＝Km△t（K換熱係數，m換熱空氣質量,△t溫度差）,一旦風扇發生轉速降低
、停轉
，m值將迅速降低，電源中堆積的熱量將會很難散失，這就會大大增加電源內電容、變壓器等電子元件的老化速度並影響其輸出質量的穩定性，最終導致元器件燒毀
、設備失效。

通信電源散熱的主要方法及優缺點

通tong信xin開kai關guan電dian源yuan冷leng去qu技ji術shu的de設she計ji首shou先xian要yao是shi滿man足zu行xing業ye各ge項xiang技ji術shu性xing能neng要yao求qiu。為wei更geng加jia適shi應ying通tong信xin機ji房fang的de特te殊shu環huan境jing使shi用yong環huan境jing，要yao求qiu其qi冷leng卻que方fang式shi對dui環huan境jing溫wen度du變bian化hua適shi應ying性xing強qiang。目mu前qian整zheng流liu器qi常chang用yong的de冷leng卻que方fang式shi有you自zi然ran冷leng卻que、純風扇冷卻
、自然冷卻和風扇冷卻相結合三種。自然冷卻具有無機械故障，可靠性高；無空氣流動，灰塵少，有利於散熱；無wu噪zao音yin等deng特te點dian。純chun風feng扇shan冷leng卻que具ju有you設she備bei重zhong量liang輕qing，成cheng本ben低di。風feng扇shan和he自zi然ran冷leng卻que相xiang結jie合he的de技ji術shu具ju有you有you效xiao減jian小xiao設she備bei體ti積ji和he重zhong量liang
，風feng扇shan的de使shi用yong壽shou命ming高gao，風feng扇shan故gu障zhang自zi適shi應ying能neng力li強qiang等deng特te點dian。

自然冷卻

自然冷卻方式是開關電源早期的傳統冷卻方式
，這種方式主要是依靠大的金屬散熱器來進行直接的熱傳導式散熱。換熱量Q＝KA△t（K換熱係數，A換熱麵積,△t溫度差）。當整流器輸出功率增大時
，其功率元件的溫度會上升，△t溫度差也增加，所以當整流器Ahuanremianjizugoushi
，qisanreshimeiyoushijianzhihou
，gonglvyuanjiandewenchaxiao，qireyingliyurechongjixiao。danzhezhongfangshidezhuyaoquedianjiushisanrepiantijihezhongliangda。bianyaqideraozhiweijinkenengjiangdiwensheng，fangzhiwendudeshangshengyingxiangqigongzuoxingneng，suoyiqicailiaoxuanzedeyuliangjiaoda，bianyaqidetijihezhongliangyeda。zhengliuqidecailiaochengbengao，weihugenghuanbufangbian。youyuqiduihuanjingdejiejingduyaoqiubugao，muqianduiyuxiaorongliangtongxindianyuan，zaixiexiaoxingzhuanyetongxinwanghaiyoubufenyingyong，rudianli
、石油、廣電、軍隊

、水利
、國安


、公安等。

風扇冷卻

隨著風扇製造技術的發展，風扇的工作穩定性和使用壽命有較大的進步，其平均無故障時間是5wanxiaoshi。caiyongfengshansanrehoukeyijianqubenzhongdesanreqi，shidezhengliuqidetijihezhongliangdadagaishan
，yuancailiaochengbenyedadajiangdi。suishichangjingzhengdejiaju

，shichangjiagedexiahua，zhezhongjishuyichengweidangqiandezhuyaochaoliu。

這種方式的主要缺點是風扇的平均無故障時間較整流器10萬(wan)小(xiao)時(shi)時(shi)間(jian)短(duan)


，若(ruo)風(feng)扇(shan)故(gu)障(zhang)後(hou)對(dui)電(dian)源(yuan)的(de)故(gu)障(zhang)率(lv)影(ying)響(xiang)大(da)。所(suo)以(yi)為(wei)保(bao)證(zheng)風(feng)扇(shan)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)
，風(feng)扇(shan)的(de)轉(zhuan)速(su)是(shi)隨(sui)設(she)備(bei)內(nei)的(de)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)而(er)變(bian)化(hua)的(de)。其(qi)散(san)熱(re)量(liang)Q＝Km△t（K換熱係數
，m換熱空氣質量,△t溫度差）。m換(huan)熱(re)空(kong)氣(qi)質(zhi)量(liang)是(shi)和(he)風(feng)扇(shan)的(de)轉(zhuan)速(su)相(xiang)關(guan)，當(dang)整(zheng)流(liu)器(qi)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)增(zeng)大(da)時(shi)
，其(qi)功(gong)率(lv)元(yuan)件(jian)的(de)溫(wen)度(du)會(hui)上(shang)升(sheng)，而(er)功(gong)率(lv)元(yuan)件(jian)溫(wen)度(du)的(de)變(bian)化(hua)到(dao)整(zheng)流(liu)器(qi)能(neng)將(jiang)這(zhe)種(zhong)變(bian)化(hua)檢(jian)測(ce)到(dao)
，再(zai)到(dao)增(zeng)加(jia)風(feng)扇(shan)的(de)轉(zhuan)速(su)以(yi)加(jia)強(qiang)散(san)熱(re)，在(zai)時(shi)間(jian)上(shang)是(shi)有(you)很(hen)大(da)滯(zhi)後(hou)的(de)。如(ru)果(guo)負(fu)載(zai)經(jing)常(chang)突(tu)變(bian)，或(huo)者(zhe)市(shi)電(dian)輸(shu)入(ru)波(bo)動(dong)大(da)，就(jiu)會(hui)造(zao)成(cheng)功(gong)率(lv)元(yuan)件(jian)出(chu)現(xian)快(kuai)速(su)的(de)冷(leng)熱(re)變(bian)化(hua)，這(zhe)種(zhong)突(tu)變(bian)的(de)半(ban)導(dao)體(ti)溫(wen)度(du)差(cha)產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)應(ying)力(li)與(yu)熱(re)衝(chong)擊(ji)，會(hui)導(dao)致(zhi)元(yuan)件(jian)的(de)不(bu)同(tong)材(cai)料(liao)部(bu)分(fen)產(chan)生(sheng)應(ying)力(li)裂(lie)紋(wen)。使(shi)之(zhi)過(guo)早(zao)失(shi)效(xiao)。

風扇和自然冷卻相結合

youyuhuanjingwendudebianhuahefuzaidebianhua，dianyuangongzuoshidehaosanreneng
，caiyongfengshanheziranlengquefangshixiangjiehekeyigengkuaidejiangrenengsanfachuqu。zhezhongfangshizaizengjiafengshansanredetongshi，keyijianshaosanreqimianji，shidegonglvyuanjiangongzuozaixiangduiwendingdewenduchangtiaojianxia，shiyongshoumingbuhuiyinweiwaibutiaojianbianhuanshouyingxiang。zheyangbujinkefuchunfengshanlengqueduidegonglvyuanjiansanretiaojiezhihoudequedian

，yelebimianfengshanshiyongshoumingdiyingxiangzhengliuqidezhengtikekaoxing。youqizaijifangdehuanjingwenduhenbuwendingdeqingkuangxia，caiyongfenglenghezilengxiangjiehedelengquejishujuyougenghaodelengquexingneng。zhezhongfangshizhengliuqidecailiaochengbenzaichunfengshanlengquheziranlengqueliangzhongfangshizhijian
，zhongliangdi，weihufangbian。

尤you其qi在zai采cai用yong智zhi能neng風feng冷leng和he自zi冷leng技ji術shu時shi，可ke以yi讓rang整zheng流liu器qi在zai低di負fu載zai工gong作zuo條tiao件jian下xia，模mo塊kuai溫wen升sheng小xiao
，模mo塊kuai風feng扇shan處chu於yu低di速su運yun轉zhuan狀zhuang態tai。在zai高gao負fu載zai工gong作zuo條tiao件jian下xia，模mo塊kuai升sheng溫wen。模mo塊kuai升sheng溫wen超chao過guo55℃。風feng扇shan轉zhuan速su隨sui溫wen度du變bian化hua線xian性xing增zeng長chang。風feng扇shan故gu障zhang在zai位wei檢jian測ce
，風feng扇shan故gu障zhang後hou，風feng扇shan故gu障zhang限xian流liu輸shu出chu，同tong時shi故gu障zhang報bao警jing。由you於yu風feng扇shan運yun轉zhuan數shu度du與yu負fu載zai大da小xiao相xiang關guan，使shi得de風feng扇shan的de使shi用yong壽shou命ming比bi純chun風feng冷leng時shi要yao長chang，其qi可ke靠kao性xing也ye大da大da提ti高gao。

通tong信xin開kai關guan電dian源yuan采cai用yong風feng扇shan和he自zi然ran冷leng卻que相xiang結jie合he的de冷leng卻que方fang式shi
，既ji能neng在zai環huan境jing溫wen度du高gao的de情qing況kuang下xia，有you效xiao的de降jiang低di整zheng流liu器qi內nei部bu的de工gong作zuo溫wen度du，延yan長chang器qi件jian使shi用yong壽shou命ming，又you能neng在zai環huan境jing溫wen度du低di及ji負fu載zai低di的de情qing況kuang下xia，整zheng流liu器qi的de風feng扇shan降jiang低di轉zhuan速su工gong作zuo，延yan長chang風feng扇shan的de使shi用yong壽shou命ming。采cai用yong散san熱re器qi散san熱re，其qi器qi件jian間jian距ju及ji爬pa電dian距ju離li可ke相xiang對dui較jiao遠yuan
，在zai高gao濕shi度du的de情qing況kuang下xia
，
，安an全quan性xing能neng高gao。整zheng流liu器qi體ti積ji較jiao小xiao、重量較輕，使維護工作變得輕鬆。

為(wei)保(bao)證(zheng)通(tong)信(xin)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)整(zheng)流(liu)器(qi)的(de)可(ke)靠(kao)穩(wen)定(ding)工(gong)作(zuo)，減(jian)少(shao)其(qi)工(gong)作(zuo)溫(wen)升(sheng)是(shi)一(yi)項(xiang)關(guan)鍵(jian)技(ji)術(shu)。采(cai)用(yong)智(zhi)能(neng)風(feng)冷(leng)和(he)自(zi)冷(leng)相(xiang)結(jie)合(he)技(ji)術(shu)。具(ju)有(you)對(dui)環(huan)境(jing)適(shi)應(ying)性(xing)更(geng)強(qiang)
，使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)長(chang)，可(ke)靠(kao)穩(wen)定(ding)等(deng)技(ji)術(shu)優(you)勢(shi)。