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聚焦瑞凱,傳遞環境檢測行業新動態
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試驗案例:高溫對電源適配器安全性能的影響
來(lai)源: bibil.cn 時間:2020-06-15

    電(dian)子產(chan)品在正常使用(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong),其(qi)內(nei)部(bu)的(de)(de)(de)電(dian)子元器(qi)件如電(dian)阻器(qi)、電(dian)容器(qi)、繞(rao)組(變壓器(qi)、電(dian)感(gan)線圈(quan))、半導(dao)(dao)體器(qi)件(尤其(qi)是(shi)大功率器(qi)件)都要消耗電(dian)能,其(qi)中(zhong)一部(bu)分以(yi)熱(re)(re)(re)(re)(re)能的(de)(de)(de)形式向外散發(fa)(fa),使設(she)備(bei)(bei)各(ge)個部(bu)分的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)不(bu)同(tong)程(cheng)度(du)的(de)(de)(de)升(sheng)高(gao)(gao)。熱(re)(re)(re)(re)(re)量的(de)(de)(de)傳遞(di)方(fang)式主要有三種:熱(re)(re)(re)(re)(re)傳導(dao)(dao)、熱(re)(re)(re)(re)(re)對(dui)流和熱(re)(re)(re)(re)(re)輻(fu)射(she)。所(suo)有溫(wen)度(du)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)部(bu)分會(hui)對(dui)周(zhou)圍溫(wen)度(du)低的(de)(de)(de)部(bu)分發(fa)(fa)生(sheng)熱(re)(re)(re)(re)(re)輻(fu)射(she)。當(dang)環境溫(wen)度(du)較高(gao)(gao)時,熱(re)(re)(re)(re)(re)輻(fu)射(she)不(bu)明顯,設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)量不(bu)易散發(fa)(fa),會(hui)導(dao)(dao)致設(she)備(bei)(bei)中(zhong)元器(qi)件的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)(gao)。當(dang)設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)超過(guo)絕緣材料所(suo)能承受的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)時,可能導(dao)(dao)致絕緣材料軟(ruan)化(hua)、變形,從而導(dao)(dao)致爬電(dian)距離(li)和電(dian)氣間隙(xi)的(de)(de)(de)減小(xiao),設(she)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)安全絕緣性能下(xia)降(jiang)或失(shi)效(xiao),以(yi)至(zhi)引(yin)發(fa)(fa)電(dian)擊危(wei)險等(deng)。另外,過(guo)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)還會(hui)導(dao)(dao)致灼傷(shang)、引(yin)燃(ran)、著(zhu)火等(deng)危(wei)險。

高溫對電源適配器安全性能的影響

    1、試驗(yan)樣品和(he)試驗(yan)條件

    通過試驗可驗證較高的環境溫度會增加設備的發熱程度。選擇在發熱上具有一定代表性的試驗樣品,使其處于滿負載的條件下,或處于在正常工作中可能出現的不利條件的組合下,在高低溫濕熱試驗箱內模擬不同的環境溫度來測試其主要發熱部位的溫升。本文所述的試驗以電源適配器作為樣品,使其連接額定負載。在+25℃~+55℃(實驗室溫度)之間觀測隨環境溫度的上升,設備正常工作時溫度(溫升)的變化趨勢。測試點主要選在:變壓器繞組(或骨架)、大功率發熱器件(三極管等)及其鄰近的印制板、外殼等部位。

    2、試驗方法

    試(shi)驗采(cai)(cai)用熱電偶(ou)測試(shi)法。使用數據采(cai)(cai)集器觀測溫度變(bian)化趨勢,待測試(shi)點的(de)溫度穩(wen)定(ding)后,記(ji)錄穩(wen)定(ding)時的(de)溫度。
    測試步驟為:
    (1)給試驗(yan)樣品加(jia)額定負載,或使其(qi)處在不利的工作條件下;
    (2)使高低溫濕熱試驗箱(xiang)的溫度達到(dao)預定的環境溫度,并穩(wen)定;
    (3)觀測試驗樣(yang)品(pin)的溫(wen)(wen)度(du)變化,直至各溫(wen)(wen)度(du)測試點的溫(wen)(wen)度(du)達(da)到穩定(即(ji)溫(wen)(wen)度(du)漂移(yi)在±1℃);
    (4)記錄測試結果。

    3、試驗結果分(fen)析

    圖(tu)1是(shi)在(zai)不(bu)同(tong)環(huan)(huan)(huan)境(jing)溫(wen)度(du)條件(jian)下(xia)電(dian)源適配(pei)(pei)器(qi)各(ge)個測(ce)試點的(de)(de)發(fa)熱(re)溫(wen)度(du)的(de)(de)曲(qu)線(xian)(xian)圖(tu),其(qi)中橫坐標(biao)為(wei)(wei)(wei)環(huan)(huan)(huan)境(jing)溫(wen)度(du),共有6個數據(ju)(ju)點,對(dui)應(ying)著(zhu)6檔(dang)環(huan)(huan)(huan)境(jing)溫(wen)度(du),分別為(wei)(wei)(wei)+20℃、+25℃、+30℃、+35℃、+40 ℃和+45℃;縱坐標(biao)為(wei)(wei)(wei)各(ge)測(ce)試點溫(wen)度(du),表示各(ge)測(ce)試點在(zai)不(bu)同(tong)環(huan)(huan)(huan)境(jing)溫(wen)度(du)下(xia)穩(wen)定(ding)的(de)(de)發(fa)熱(re)溫(wen)度(du)。圖(tu)1中不(bu)同(tong)的(de)(de)曲(qu)線(xian)(xian)代表著(zhu)適配(pei)(pei)器(qi)各(ge)測(ce)試點的(de)(de)發(fa)熱(re)溫(wen)度(du)隨環(huan)(huan)(huan)境(jing)溫(wen)度(du)的(de)(de)變化趨(qu)勢。其(qi)中下(xia)方(fang)的(de)(de)曲(qu)線(xian)(xian)為(wei)(wei)(wei)高低溫(wen)濕熱(re)試驗箱環(huan)(huan)(huan)境(jing)溫(wen)度(du)實測(ce)值(zhi)。圖(tu)1中表格中的(de)(de)數據(ju)(ju)為(wei)(wei)(wei)圖(tu)中曲(qu)線(xian)(xian)各(ge)統計點的(de)(de)縱向(xiang)坐標(biao)值(zhi)。例(li)如:代表電(dian)解電(dian)容溫(wen)度(du)的(de)(de)曲(qu)線(xian)(xian)在(zai)橫坐標(biao)1號統計數據(ju)(ju)點,環(huan)(huan)(huan)境(jing)溫(wen)度(du)為(wei)(wei)(wei)+20℃檔(dang)(實測(ce)環(huan)(huan)(huan)境(jing)溫(wen)度(du)為(wei)(wei)(wei)21.71℃時),測(ce)得的(de)(de)發(fa)熱(re)溫(wen)度(du)為(wei)(wei)(wei)65.82℃。即(ji)此(ci)數據(ju)(ju)格對(dui)應(ying)從圖(tu)1中由上(shang)向(xiang)下(xia)數第三條曲(qu)線(xian)(xian)上(shang)的(de)(de)點的(de)(de)縱坐標(biao)值(zhi)為(wei)(wei)(wei)65.82℃。

適配器不同環境溫度下的溫度曲線

    從圖1可以看到,在(zai)環境(jing)(jing)溫(wen)(wen)(wen)度(du)20℃~45℃區間內,適配器(qi)所(suo)有各測(ce)試點的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)隨著環境(jing)(jing)溫(wen)(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)上升基本呈線性上升趨(qu)勢(shi),而溫(wen)(wen)(wen)升基本為恒定(ding)值。這些測(ce)試點包(bao)括(kuo)了重要的(de)(de)(de)安全器(qi)件(jian),比如起安全隔離作(zuo)用的(de)(de)(de)變壓器(qi),當其(qi)溫(wen)(wen)(wen)度(du)隨著環境(jing)(jing)溫(wen)(wen)(wen)度(du)的(de)(de)(de)上升而升高并(bing)超(chao)過其(qi)絕緣材(cai)料所(suo)能(neng)承(cheng)受的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)度(du)時,可能(neng)導致絕緣材(cai)料老化,初次級繞(rao)組間的(de)(de)(de)絕緣失效(xiao),從而造成(cheng)電(dian)擊危險等(deng)。在(zai)相關的(de)(de)(de)電(dian)子產(chan)品安全標準中(zhong),對設備中(zhong)不(bu)同元(yuan)器(qi)件(jian)在(zai)正常工(gong)作(zuo)條件(jian)下和故(gu)障條件(jian)下的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)(wen)升(溫(wen)(wen)(wen)度(du))都規(gui)定(ding)了一定(ding)的(de)(de)(de)限值。

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