Investigación de la vida útil y la confiabilidad de la fuente de alimentación

En 2008, MEAN WELL lanzó oficialmente la primera fuente de alimentación LED – serie CLG-150 y entró en el mercado potencial de LED. Hasta ahora, la cantidad de venta de productos relacionados con LED es incontable. En una oportunidad especial, MEAN WELL recibió varias piezas de los productos CLG-150 que fueron fabricados en 2008. Se realizó una investigación y análisis detallados, y el resultado se comparte a continuación.

La cantidad de componentes puede ser de docenas a cientos, depende de la potencia y la topología de la fuente de alimentación. Cada componente se aplica al diseño con su necesidad. Cómo asegurar la vida útil exacta y evaluar la confiabilidad es el conocimiento en la industria del LED. Básicamente, la evaluación de la vida útil está determinada por componentes críticos (por ejemplo: ventilador, condensador electrolítico … etc.). Para proporcionar una evaluación precisa de la vida útil y la calidad del producto, la evaluación de la vida útil del diseño MEAN WELL debe pasar la verificación de ORT (confiabilidad continua), DMTBF, choque térmico, etc.

Este artículo es principalmente para la discusión de la verificación y evaluación de la vida útil de los capacitores electrolíticos. El condensador electrolítico de aluminio puede verse muy afectado por las condiciones de funcionamiento (p. Ej., Temperatura, carga). Después de un funcionamiento prolongado, la capacitancia se reducirá y el factor de disipación (tanδ) aumentará y, finalmente, afectará la vida útil. Este fenómeno se denomina efecto de difusión, lo que significa que el electrolito se difunde al material de sellado y luego se extiende hacia el exterior. Normalmente, la vida útil del condensador electrolítico de aluminio se puede evaluar mediante la ley de Arrhenius (Tasa de reacción de difusión química). El electrolito se seca después de un período de funcionamiento, lo que reduce la capacitancia y aumenta la ESR. La mitad de la vida útil se reducirá cuando la temperatura ambiente aumente 10 ℃. Por el contrario, si la temperatura desciende 10 ℃,la vida útil se puede duplicar.

La relación entre la vida útil y la tasa de fallas se muestra a continuación (Tabla de curvas de tubos).

Período de avería inicial

Para evitar el período de avería inicial, la fábrica de MEAN WELL clasifica los componentes defectuosos realizando la prueba de combustión al 100%. Como resultado, la mayoría de las fuentes de alimentación vendidas ya se encuentran en el período de mal funcionamiento accidental.

Período de avería accidental

La estabilidad y confiabilidad de cada fuente de alimentación están relacionadas con el MTBF, básicamente, la tasa de falla es bastante baja en este período, y la tasa de falla será determinada por la instalación del usuario, las condiciones de operación (temperatura ambiente, reducción de potencia, flujo de aire, vibración … etc.) .

Período de mal funcionamiento del consumo

Después del período de mal funcionamiento accidental, los productos entran en el período de mal funcionamiento de consumo, durante el cual, la mayor parte de las fallas están relacionadas con el envejecimiento de los componentes (por ejemplo: ventilador, condensador electrolítico).

Relación entre vida útil y carga, temperatura

Según la Tabla de curvas de tubos anterior para analizar más a fondo, el período de avería accidental está relacionado con la instalación del usuario y la condición de aplicación (por ejemplo: temperatura ambiente, reducción de potencia, ventilación, infracción, etc.). Aparte de otros factores externos, la siguiente discusión solo se enfoca en la relación entre la temperatura ambiente / de la caja, la condición de carga y la vida útil.

MEAN WELL utilice la forma del conocido fabricante de condensadores electrolíticos para ejecutar la verificación de la vida útil del producto. Por ejemplo, la serie CLG-150 es un producto completamente encapsulado, el condensador de salida está diseñado con un condensador electrolítico de 10000 horas / 105 ℃ de una famosa marca japonesa. La vida útil frente a la carga frente a la temperatura se explica a continuación.

Relación entre la vida útil de uso, la carga y la temperatura ambiente – (Pic1)

Para la relación entre la vida útil y la carga, cuando la temperatura ambiente es de 55 ℃ y la carga funciona al 100%, la vida útil es de aproximadamente 35 Khrs; sin embargo, si la carga se reduce al 75%, la vida útil puede ser 1,6 veces mayor.
Para la relación entre la vida útil y la temperatura ambiente, cuando la carga funciona al 75% y la temperatura ambiente es de 55 ℃, la vida útil es de aproximadamente 57 Khrs. Si reduce la temperatura ambiente a 45 ℃, la vida útil se duplicará (114Kh).

Relación entre la vida útil de uso y la temperatura de la carcasa – (Pic2)

Debido a que la temperatura interna del condensador del modelo encapsulado no es fácil de medir, se utiliza la temperatura externa de la carcasa. Si la temperatura de la carcasa es inferior a 55 ℃, la vida útil es de aproximadamente 100 Khrs. Sin embargo, cuando la temperatura de la carcasa aumenta hasta 70 ℃, la vida útil se reducirá a 35 Khrs. Pic1 – Vida útil frente a carga frente a temperatura ambiente Pic2 – Vida útil frente a análisis de temperatura externa de la carcasa del rendimiento eléctrico y la confiabilidad