王璐

摘 要：主要介紹了電子設(shè)備中電源的耐環(huán)境應(yīng)力設(shè)計(jì)和相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施，并指出了影響電源可靠性的環(huán)境因素有高溫、低溫、潮濕、溫度沖擊、機(jī)械應(yīng)力、電磁輻射、噪聲干擾、低氣壓、砂塵、鹽霧、淋雨、霉菌和它們的復(fù)合形式。電子設(shè)備的熱量主要集中在電源部分，這些熱量如果不能及時(shí)散去，就會使電源內(nèi)部溫度過高進(jìn)而引發(fā)故障。所以，電源的熱設(shè)計(jì)是耐環(huán)境應(yīng)力設(shè)計(jì)要重點(diǎn)考慮的指標(biāo)之一。

關(guān)鍵詞：電源；應(yīng)力設(shè)計(jì)；熱設(shè)計(jì)；密封；散熱

中圖分類號：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）12-0018-02

由于電子設(shè)備消耗的功率過大，所以，需要在各種直流電壓下工作，需要獨(dú)立的電源來供給。電源的可靠性直接影響著整機(jī)系統(tǒng)、設(shè)備、儀器、儀表的可靠性。在進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，不但應(yīng)清楚電源的工作環(huán)境，還要了解影響電源可靠性的主要環(huán)境因素及其強(qiáng)度、頻率、持續(xù)時(shí)間和各因素之間的相互關(guān)系，還應(yīng)該明白電子設(shè)備的熱量主要集中在電源部分，這些熱量如果不能及時(shí)處理，就會使電源內(nèi)部溫度過高進(jìn)而引發(fā)故障。所以，電源的熱設(shè)計(jì)應(yīng)是耐環(huán)境應(yīng)力設(shè)計(jì)重點(diǎn)參考的指標(biāo)之一。溫度過高、過低都會影響電源的可靠性，熱設(shè)計(jì)就是要保證電源在規(guī)定溫度下完成規(guī)定的功能，從而提高電源的可靠性，同時(shí)滿足用戶的需求。

1 高溫環(huán)境

主要影響：高溫環(huán)境會使電源內(nèi)的電阻、電感、電容、電功率系數(shù)和介電常數(shù)等電性能參數(shù)發(fā)生變化，使絕緣子絕緣失效?；顒?dòng)元件可能會因膨脹而使結(jié)構(gòu)失效、表面起泡、氧化，并加速其他化學(xué)反應(yīng)。潤滑劑黏度降低和蒸發(fā)就會喪失潤滑性。物理膨脹會增加活動(dòng)部件的磨損程度，降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用散熱裝置、冷卻系統(tǒng)、隔熱耐熱材料進(jìn)行自然冷卻、強(qiáng)制冷卻、蒸發(fā)冷卻、熱管冷卻，或采用熱傳導(dǎo)或熱輻射技術(shù)。

2 低溫環(huán)境

主要影響：有些電化學(xué)類電源的低溫性能不好，需要在低溫環(huán)境中將其加熱。由于其熱值設(shè)計(jì)偏低或保溫層不好，會造成電源內(nèi)部溫度過低，電介質(zhì)導(dǎo)電差、內(nèi)阻增大、電壓低、電源容量低的失效模式，也會使電源塑料和橡膠失去柔性而變脆。有潮氣時(shí)，會出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，潤滑劑會變成膠質(zhì)且變黏，失去潤滑性。同時(shí)，涂覆表面會龜裂，并且由于物理性收縮而使結(jié)構(gòu)失效等。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用加熱裝置（電加熱、化學(xué)加熱、中和加熱）進(jìn)行隔熱處理，并選用耐低溫的材料等。

3 潮濕環(huán)境

主要影響：潮濕現(xiàn)象的表現(xiàn)之一是結(jié)露。結(jié)露是設(shè)備內(nèi)的溫度超過了飽和濕度，使水蒸氣變成水，并附著在設(shè)備內(nèi)部，這也成為了離子遷移的原因，同時(shí)，濕氣也能滲入多孔性材料內(nèi)，造成導(dǎo)電體之間漏電通路，產(chǎn)生氧氣。水分子可以滲透用來封裝零部件的樹脂，進(jìn)而擴(kuò)散，直到電源內(nèi)濕度變高產(chǎn)生故障。零部件吸潮可以增加絕緣電阻，影響其激活時(shí)間、放電時(shí)間和工作時(shí)間，另外，還可能造成正負(fù)極柱銹蝕、零部件膨脹且容易破裂，進(jìn)而喪失電強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，使其結(jié)構(gòu)崩潰。但是，過度干燥也會使某些材料變脆，表面變粗糙。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用密封、耐潮材料，使用干燥劑、防護(hù)涂層、鍍層等。

4 溫度沖擊

主要影響：溫度沖擊可以使電源的材料承受瞬間超應(yīng)力，造成龜裂、裂紋、層離等機(jī)械失效和密封破壞等，同時(shí)，永久性改變電性能。

可靠性設(shè)計(jì)措施：使用防高溫和防低溫綜合技術(shù)。

5 機(jī)械應(yīng)力

主要影響：機(jī)械應(yīng)力主要指沖擊、振動(dòng)、加速度、力學(xué)諧振、拉力、剪應(yīng)力和彎曲力等。它能降低電源的機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、加劇磨損程度。結(jié)構(gòu)破壞會造成零部件松動(dòng)、散架或脫落。機(jī)械性能受到破壞還會引發(fā)短路現(xiàn)象，降低電性能。

可靠性設(shè)計(jì)措施：加固結(jié)構(gòu)件，降低慣性動(dòng)量，采用抗震技術(shù)控制諧振。一般的減震器有金屬彈簧、橡膠蜂窩狀紙質(zhì)、泡沫聚苯乙烯塑料等。去耦技術(shù)和阻尼技術(shù)也是減少?zèng)_擊、振動(dòng)的一種可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)。

6 電磁輻射

主要影響：產(chǎn)生錯(cuò)誤信號，改變材料的物理、化學(xué)特性和電性能，產(chǎn)生氣體和二次輻射，使表面氧化、褪色。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用屏蔽的方法，并選擇合適的材料和元器件類型。

7 噪聲干擾

主要影響：外部噪聲主要有高負(fù)荷設(shè)備啟動(dòng)造成的電壓瞬時(shí)跌落、波形失真；電火花、無線電發(fā)射引發(fā)的噪聲；開關(guān)電源自身也會產(chǎn)生噪聲，比如在功率轉(zhuǎn)換開關(guān)管從導(dǎo)通到截止的瞬態(tài)過程中，高脈沖波形的電流、電壓包含高次諧波分量易產(chǎn)生噪聲；在開關(guān)高速工作時(shí)，非線性元件、傳輸導(dǎo)線分布的電感、電容易發(fā)生寄生振蕩，有可能產(chǎn)生噪聲。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用高頻大容量電容作為輸出濾波，從而加強(qiáng)濾波和屏蔽。

8 低氣壓

主要影響：因密封不良而引發(fā)漏氣，出現(xiàn)排氣現(xiàn)象，其內(nèi)部熱量增加會影響電源的密封性能，降低空氣介電常數(shù)。絕緣體飛弧或擊穿形成逆弧，出現(xiàn)電暈和臭氧，使電性能發(fā)生變化。同時(shí)，還會使包裝材料破裂，降低機(jī)械強(qiáng)度。

可靠性設(shè)計(jì)措施：增加容器的機(jī)械強(qiáng)度，加強(qiáng)密封措施，改進(jìn)絕緣和熱傳導(dǎo)方法。

9 砂塵

主要影響：會擦傷電源、磨損精加工表面；使氣孔堵塞、潤滑劑被玷污、絕緣件被玷污，進(jìn)而產(chǎn)生電暈通路，降低電性能。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用空氣過濾、密封等措施。

10 鹽霧

主要影響：鹽和水結(jié)合成鹽水，電路和元器件沾在一起會導(dǎo)電，加劇金屬銹蝕、化學(xué)腐蝕程度，同時(shí)，還可以提高導(dǎo)電性，降低絕緣電阻，增加電壓降。

可靠性設(shè)計(jì)措施：使用非金屬防護(hù)蓋，采用密封的方法，并增加一些干燥劑。

11 淋雨

主要影響：造成電源熱損失、浸水、腐蝕、擦傷和堵塞等現(xiàn)象，使其結(jié)構(gòu)被破壞，降低了機(jī)械強(qiáng)度，加劇了磨損程度，加速了高低溫效應(yīng)，進(jìn)而影響電性能。

可靠性設(shè)計(jì)措施：加強(qiáng)結(jié)構(gòu)密度，注意密封、防護(hù)。

12 霉菌

主要影響：絕緣材料的絕緣電阻和抗電強(qiáng)度大幅度降低，霉菌消耗塑料的增塑劑、填料，使塑性變差，加速其老化速度。天然橡膠制成的密封件被破壞，導(dǎo)致密封被破壞。因?yàn)槊咕a(chǎn)生的分泌物對金屬材料有電解作用，所以，會對金屬材料造成腐蝕破壞，漆膜會被穿透.失去其保護(hù)作用，進(jìn)而發(fā)生點(diǎn)腐蝕的狀況。

可靠性設(shè)計(jì)措施：選擇不易長霉和耐霉性好的材料，在電源表面涂覆防霉劑或防霉漆，利用紫外線照射防霉并消滅已生長的霉菌，以高濃度的臭氧來消滅霉菌。

13 復(fù)合環(huán)境因素

電源在實(shí)際使用過程中，各種環(huán)境都不是孤立的，單獨(dú)作用的情況極少發(fā)生，往往是以復(fù)合形式出現(xiàn)的，同時(shí)，各種環(huán)境因素之間也是相互關(guān)聯(lián)的。在生活中，應(yīng)綜合各種因素來提高電源固有的可靠性。

14 結(jié)束語

綜上所述，在對電源的可靠性進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)了解電源可能遇到的環(huán)境應(yīng)力類型和應(yīng)力強(qiáng)度，分析其對電源性能的影響程度，按最壞情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，使電源抗環(huán)境應(yīng)力的能力大于實(shí)際的環(huán)境應(yīng)力強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)

[1]孫青.電子元器件可靠性工程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.

[2]吉田弘之.電子元器件的故障原因及其對策[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.

〔編輯：白潔〕

摘 要：主要介紹了電子設(shè)備中電源的耐環(huán)境應(yīng)力設(shè)計(jì)和相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施，并指出了影響電源可靠性的環(huán)境因素有高溫、低溫、潮濕、溫度沖擊、機(jī)械應(yīng)力、電磁輻射、噪聲干擾、低氣壓、砂塵、鹽霧、淋雨、霉菌和它們的復(fù)合形式。電子設(shè)備的熱量主要集中在電源部分，這些熱量如果不能及時(shí)散去，就會使電源內(nèi)部溫度過高進(jìn)而引發(fā)故障。所以，電源的熱設(shè)計(jì)是耐環(huán)境應(yīng)力設(shè)計(jì)要重點(diǎn)考慮的指標(biāo)之一。

關(guān)鍵詞：電源；應(yīng)力設(shè)計(jì)；熱設(shè)計(jì)；密封；散熱

中圖分類號：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）12-0018-02

由于電子設(shè)備消耗的功率過大，所以，需要在各種直流電壓下工作，需要獨(dú)立的電源來供給。電源的可靠性直接影響著整機(jī)系統(tǒng)、設(shè)備、儀器、儀表的可靠性。在進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，不但應(yīng)清楚電源的工作環(huán)境，還要了解影響電源可靠性的主要環(huán)境因素及其強(qiáng)度、頻率、持續(xù)時(shí)間和各因素之間的相互關(guān)系，還應(yīng)該明白電子設(shè)備的熱量主要集中在電源部分，這些熱量如果不能及時(shí)處理，就會使電源內(nèi)部溫度過高進(jìn)而引發(fā)故障。所以，電源的熱設(shè)計(jì)應(yīng)是耐環(huán)境應(yīng)力設(shè)計(jì)重點(diǎn)參考的指標(biāo)之一。溫度過高、過低都會影響電源的可靠性，熱設(shè)計(jì)就是要保證電源在規(guī)定溫度下完成規(guī)定的功能，從而提高電源的可靠性，同時(shí)滿足用戶的需求。

1 高溫環(huán)境

主要影響：高溫環(huán)境會使電源內(nèi)的電阻、電感、電容、電功率系數(shù)和介電常數(shù)等電性能參數(shù)發(fā)生變化，使絕緣子絕緣失效?；顒?dòng)元件可能會因膨脹而使結(jié)構(gòu)失效、表面起泡、氧化，并加速其他化學(xué)反應(yīng)。潤滑劑黏度降低和蒸發(fā)就會喪失潤滑性。物理膨脹會增加活動(dòng)部件的磨損程度，降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用散熱裝置、冷卻系統(tǒng)、隔熱耐熱材料進(jìn)行自然冷卻、強(qiáng)制冷卻、蒸發(fā)冷卻、熱管冷卻，或采用熱傳導(dǎo)或熱輻射技術(shù)。

2 低溫環(huán)境

主要影響：有些電化學(xué)類電源的低溫性能不好，需要在低溫環(huán)境中將其加熱。由于其熱值設(shè)計(jì)偏低或保溫層不好，會造成電源內(nèi)部溫度過低，電介質(zhì)導(dǎo)電差、內(nèi)阻增大、電壓低、電源容量低的失效模式，也會使電源塑料和橡膠失去柔性而變脆。有潮氣時(shí)，會出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，潤滑劑會變成膠質(zhì)且變黏，失去潤滑性。同時(shí)，涂覆表面會龜裂，并且由于物理性收縮而使結(jié)構(gòu)失效等。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用加熱裝置（電加熱、化學(xué)加熱、中和加熱）進(jìn)行隔熱處理，并選用耐低溫的材料等。

3 潮濕環(huán)境

主要影響：潮濕現(xiàn)象的表現(xiàn)之一是結(jié)露。結(jié)露是設(shè)備內(nèi)的溫度超過了飽和濕度，使水蒸氣變成水，并附著在設(shè)備內(nèi)部，這也成為了離子遷移的原因，同時(shí)，濕氣也能滲入多孔性材料內(nèi)，造成導(dǎo)電體之間漏電通路，產(chǎn)生氧氣。水分子可以滲透用來封裝零部件的樹脂，進(jìn)而擴(kuò)散，直到電源內(nèi)濕度變高產(chǎn)生故障。零部件吸潮可以增加絕緣電阻，影響其激活時(shí)間、放電時(shí)間和工作時(shí)間，另外，還可能造成正負(fù)極柱銹蝕、零部件膨脹且容易破裂，進(jìn)而喪失電強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，使其結(jié)構(gòu)崩潰。但是，過度干燥也會使某些材料變脆，表面變粗糙。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用密封、耐潮材料，使用干燥劑、防護(hù)涂層、鍍層等。

4 溫度沖擊

主要影響：溫度沖擊可以使電源的材料承受瞬間超應(yīng)力，造成龜裂、裂紋、層離等機(jī)械失效和密封破壞等，同時(shí)，永久性改變電性能。

可靠性設(shè)計(jì)措施：使用防高溫和防低溫綜合技術(shù)。

5 機(jī)械應(yīng)力

主要影響：機(jī)械應(yīng)力主要指沖擊、振動(dòng)、加速度、力學(xué)諧振、拉力、剪應(yīng)力和彎曲力等。它能降低電源的機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、加劇磨損程度。結(jié)構(gòu)破壞會造成零部件松動(dòng)、散架或脫落。機(jī)械性能受到破壞還會引發(fā)短路現(xiàn)象，降低電性能。

可靠性設(shè)計(jì)措施：加固結(jié)構(gòu)件，降低慣性動(dòng)量，采用抗震技術(shù)控制諧振。一般的減震器有金屬彈簧、橡膠蜂窩狀紙質(zhì)、泡沫聚苯乙烯塑料等。去耦技術(shù)和阻尼技術(shù)也是減少?zèng)_擊、振動(dòng)的一種可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)。

6 電磁輻射

主要影響：產(chǎn)生錯(cuò)誤信號，改變材料的物理、化學(xué)特性和電性能，產(chǎn)生氣體和二次輻射，使表面氧化、褪色。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用屏蔽的方法，并選擇合適的材料和元器件類型。

7 噪聲干擾

主要影響：外部噪聲主要有高負(fù)荷設(shè)備啟動(dòng)造成的電壓瞬時(shí)跌落、波形失真；電火花、無線電發(fā)射引發(fā)的噪聲；開關(guān)電源自身也會產(chǎn)生噪聲，比如在功率轉(zhuǎn)換開關(guān)管從導(dǎo)通到截止的瞬態(tài)過程中，高脈沖波形的電流、電壓包含高次諧波分量易產(chǎn)生噪聲；在開關(guān)高速工作時(shí)，非線性元件、傳輸導(dǎo)線分布的電感、電容易發(fā)生寄生振蕩，有可能產(chǎn)生噪聲。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用高頻大容量電容作為輸出濾波，從而加強(qiáng)濾波和屏蔽。

8 低氣壓

主要影響：因密封不良而引發(fā)漏氣，出現(xiàn)排氣現(xiàn)象，其內(nèi)部熱量增加會影響電源的密封性能，降低空氣介電常數(shù)。絕緣體飛弧或擊穿形成逆弧，出現(xiàn)電暈和臭氧，使電性能發(fā)生變化。同時(shí)，還會使包裝材料破裂，降低機(jī)械強(qiáng)度。

可靠性設(shè)計(jì)措施：增加容器的機(jī)械強(qiáng)度，加強(qiáng)密封措施，改進(jìn)絕緣和熱傳導(dǎo)方法。

9 砂塵

主要影響：會擦傷電源、磨損精加工表面；使氣孔堵塞、潤滑劑被玷污、絕緣件被玷污，進(jìn)而產(chǎn)生電暈通路，降低電性能。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用空氣過濾、密封等措施。

10 鹽霧

主要影響：鹽和水結(jié)合成鹽水，電路和元器件沾在一起會導(dǎo)電，加劇金屬銹蝕、化學(xué)腐蝕程度，同時(shí)，還可以提高導(dǎo)電性，降低絕緣電阻，增加電壓降。

可靠性設(shè)計(jì)措施：使用非金屬防護(hù)蓋，采用密封的方法，并增加一些干燥劑。

11 淋雨

主要影響：造成電源熱損失、浸水、腐蝕、擦傷和堵塞等現(xiàn)象，使其結(jié)構(gòu)被破壞，降低了機(jī)械強(qiáng)度，加劇了磨損程度，加速了高低溫效應(yīng)，進(jìn)而影響電性能。

可靠性設(shè)計(jì)措施：加強(qiáng)結(jié)構(gòu)密度，注意密封、防護(hù)。

12 霉菌

主要影響：絕緣材料的絕緣電阻和抗電強(qiáng)度大幅度降低，霉菌消耗塑料的增塑劑、填料，使塑性變差，加速其老化速度。天然橡膠制成的密封件被破壞，導(dǎo)致密封被破壞。因?yàn)槊咕a(chǎn)生的分泌物對金屬材料有電解作用，所以，會對金屬材料造成腐蝕破壞，漆膜會被穿透.失去其保護(hù)作用，進(jìn)而發(fā)生點(diǎn)腐蝕的狀況。

可靠性設(shè)計(jì)措施：選擇不易長霉和耐霉性好的材料，在電源表面涂覆防霉劑或防霉漆，利用紫外線照射防霉并消滅已生長的霉菌，以高濃度的臭氧來消滅霉菌。

13 復(fù)合環(huán)境因素

電源在實(shí)際使用過程中，各種環(huán)境都不是孤立的，單獨(dú)作用的情況極少發(fā)生，往往是以復(fù)合形式出現(xiàn)的，同時(shí)，各種環(huán)境因素之間也是相互關(guān)聯(lián)的。在生活中，應(yīng)綜合各種因素來提高電源固有的可靠性。

14 結(jié)束語

綜上所述，在對電源的可靠性進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)了解電源可能遇到的環(huán)境應(yīng)力類型和應(yīng)力強(qiáng)度，分析其對電源性能的影響程度，按最壞情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，使電源抗環(huán)境應(yīng)力的能力大于實(shí)際的環(huán)境應(yīng)力強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)

[1]孫青.電子元器件可靠性工程[M].北京：電子工業(yè)出版社，2002.

[2]吉田弘之.電子元器件的故障原因及其對策[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2004.

〔編輯：白潔〕

摘 要：主要介紹了電子設(shè)備中電源的耐環(huán)境應(yīng)力設(shè)計(jì)和相應(yīng)的設(shè)計(jì)措施，并指出了影響電源可靠性的環(huán)境因素有高溫、低溫、潮濕、溫度沖擊、機(jī)械應(yīng)力、電磁輻射、噪聲干擾、低氣壓、砂塵、鹽霧、淋雨、霉菌和它們的復(fù)合形式。電子設(shè)備的熱量主要集中在電源部分，這些熱量如果不能及時(shí)散去，就會使電源內(nèi)部溫度過高進(jìn)而引發(fā)故障。所以，電源的熱設(shè)計(jì)是耐環(huán)境應(yīng)力設(shè)計(jì)要重點(diǎn)考慮的指標(biāo)之一。

關(guān)鍵詞：電源；應(yīng)力設(shè)計(jì)；熱設(shè)計(jì)；密封；散熱

中圖分類號：TN86 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）12-0018-02

由于電子設(shè)備消耗的功率過大，所以，需要在各種直流電壓下工作，需要獨(dú)立的電源來供給。電源的可靠性直接影響著整機(jī)系統(tǒng)、設(shè)備、儀器、儀表的可靠性。在進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)時(shí)，不但應(yīng)清楚電源的工作環(huán)境，還要了解影響電源可靠性的主要環(huán)境因素及其強(qiáng)度、頻率、持續(xù)時(shí)間和各因素之間的相互關(guān)系，還應(yīng)該明白電子設(shè)備的熱量主要集中在電源部分，這些熱量如果不能及時(shí)處理，就會使電源內(nèi)部溫度過高進(jìn)而引發(fā)故障。所以，電源的熱設(shè)計(jì)應(yīng)是耐環(huán)境應(yīng)力設(shè)計(jì)重點(diǎn)參考的指標(biāo)之一。溫度過高、過低都會影響電源的可靠性，熱設(shè)計(jì)就是要保證電源在規(guī)定溫度下完成規(guī)定的功能，從而提高電源的可靠性，同時(shí)滿足用戶的需求。

1 高溫環(huán)境

主要影響：高溫環(huán)境會使電源內(nèi)的電阻、電感、電容、電功率系數(shù)和介電常數(shù)等電性能參數(shù)發(fā)生變化，使絕緣子絕緣失效。活動(dòng)元件可能會因膨脹而使結(jié)構(gòu)失效、表面起泡、氧化，并加速其他化學(xué)反應(yīng)。潤滑劑黏度降低和蒸發(fā)就會喪失潤滑性。物理膨脹會增加活動(dòng)部件的磨損程度，降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用散熱裝置、冷卻系統(tǒng)、隔熱耐熱材料進(jìn)行自然冷卻、強(qiáng)制冷卻、蒸發(fā)冷卻、熱管冷卻，或采用熱傳導(dǎo)或熱輻射技術(shù)。

2 低溫環(huán)境

主要影響：有些電化學(xué)類電源的低溫性能不好，需要在低溫環(huán)境中將其加熱。由于其熱值設(shè)計(jì)偏低或保溫層不好，會造成電源內(nèi)部溫度過低，電介質(zhì)導(dǎo)電差、內(nèi)阻增大、電壓低、電源容量低的失效模式，也會使電源塑料和橡膠失去柔性而變脆。有潮氣時(shí)，會出現(xiàn)結(jié)冰現(xiàn)象，潤滑劑會變成膠質(zhì)且變黏，失去潤滑性。同時(shí)，涂覆表面會龜裂，并且由于物理性收縮而使結(jié)構(gòu)失效等。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用加熱裝置（電加熱、化學(xué)加熱、中和加熱）進(jìn)行隔熱處理，并選用耐低溫的材料等。

3 潮濕環(huán)境

主要影響：潮濕現(xiàn)象的表現(xiàn)之一是結(jié)露。結(jié)露是設(shè)備內(nèi)的溫度超過了飽和濕度，使水蒸氣變成水，并附著在設(shè)備內(nèi)部，這也成為了離子遷移的原因，同時(shí)，濕氣也能滲入多孔性材料內(nèi)，造成導(dǎo)電體之間漏電通路，產(chǎn)生氧氣。水分子可以滲透用來封裝零部件的樹脂，進(jìn)而擴(kuò)散，直到電源內(nèi)濕度變高產(chǎn)生故障。零部件吸潮可以增加絕緣電阻，影響其激活時(shí)間、放電時(shí)間和工作時(shí)間，另外，還可能造成正負(fù)極柱銹蝕、零部件膨脹且容易破裂，進(jìn)而喪失電強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度，使其結(jié)構(gòu)崩潰。但是，過度干燥也會使某些材料變脆，表面變粗糙。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用密封、耐潮材料，使用干燥劑、防護(hù)涂層、鍍層等。

4 溫度沖擊

主要影響：溫度沖擊可以使電源的材料承受瞬間超應(yīng)力，造成龜裂、裂紋、層離等機(jī)械失效和密封破壞等，同時(shí)，永久性改變電性能。

可靠性設(shè)計(jì)措施：使用防高溫和防低溫綜合技術(shù)。

5 機(jī)械應(yīng)力

主要影響：機(jī)械應(yīng)力主要指沖擊、振動(dòng)、加速度、力學(xué)諧振、拉力、剪應(yīng)力和彎曲力等。它能降低電源的機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、加劇磨損程度。結(jié)構(gòu)破壞會造成零部件松動(dòng)、散架或脫落。機(jī)械性能受到破壞還會引發(fā)短路現(xiàn)象，降低電性能。

可靠性設(shè)計(jì)措施：加固結(jié)構(gòu)件，降低慣性動(dòng)量，采用抗震技術(shù)控制諧振。一般的減震器有金屬彈簧、橡膠蜂窩狀紙質(zhì)、泡沫聚苯乙烯塑料等。去耦技術(shù)和阻尼技術(shù)也是減少?zèng)_擊、振動(dòng)的一種可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)。

6 電磁輻射

主要影響：產(chǎn)生錯(cuò)誤信號，改變材料的物理、化學(xué)特性和電性能，產(chǎn)生氣體和二次輻射，使表面氧化、褪色。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用屏蔽的方法，并選擇合適的材料和元器件類型。

7 噪聲干擾

主要影響：外部噪聲主要有高負(fù)荷設(shè)備啟動(dòng)造成的電壓瞬時(shí)跌落、波形失真；電火花、無線電發(fā)射引發(fā)的噪聲；開關(guān)電源自身也會產(chǎn)生噪聲，比如在功率轉(zhuǎn)換開關(guān)管從導(dǎo)通到截止的瞬態(tài)過程中，高脈沖波形的電流、電壓包含高次諧波分量易產(chǎn)生噪聲；在開關(guān)高速工作時(shí)，非線性元件、傳輸導(dǎo)線分布的電感、電容易發(fā)生寄生振蕩，有可能產(chǎn)生噪聲。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用高頻大容量電容作為輸出濾波，從而加強(qiáng)濾波和屏蔽。

8 低氣壓

主要影響：因密封不良而引發(fā)漏氣，出現(xiàn)排氣現(xiàn)象，其內(nèi)部熱量增加會影響電源的密封性能，降低空氣介電常數(shù)。絕緣體飛弧或擊穿形成逆弧，出現(xiàn)電暈和臭氧，使電性能發(fā)生變化。同時(shí)，還會使包裝材料破裂，降低機(jī)械強(qiáng)度。

可靠性設(shè)計(jì)措施：增加容器的機(jī)械強(qiáng)度，加強(qiáng)密封措施，改進(jìn)絕緣和熱傳導(dǎo)方法。

9 砂塵

主要影響：會擦傷電源、磨損精加工表面；使氣孔堵塞、潤滑劑被玷污、絕緣件被玷污，進(jìn)而產(chǎn)生電暈通路，降低電性能。

可靠性設(shè)計(jì)措施：采用空氣過濾、密封等措施。

10 鹽霧

主要影響：鹽和水結(jié)合成鹽水，電路和元器件沾在一起會導(dǎo)電，加劇金屬銹蝕、化學(xué)腐蝕程度，同時(shí)，還可以提高導(dǎo)電性，降低絕緣電阻，增加電壓降。

可靠性設(shè)計(jì)措施：使用非金屬防護(hù)蓋，采用密封的方法，并增加一些干燥劑。

11 淋雨

主要影響：造成電源熱損失、浸水、腐蝕、擦傷和堵塞等現(xiàn)象，使其結(jié)構(gòu)被破壞，降低了機(jī)械強(qiáng)度，加劇了磨損程度，加速了高低溫效應(yīng)，進(jìn)而影響電性能。

可靠性設(shè)計(jì)措施：加強(qiáng)結(jié)構(gòu)密度，注意密封、防護(hù)。

12 霉菌

主要影響：絕緣材料的絕緣電阻和抗電強(qiáng)度大幅度降低，霉菌消耗塑料的增塑劑、填料，使塑性變差，加速其老化速度。天然橡膠制成的密封件被破壞，導(dǎo)致密封被破壞。因?yàn)槊咕a(chǎn)生的分泌物對金屬材料有電解作用，所以，會對金屬材料造成腐蝕破壞，漆膜會被穿透.失去其保護(hù)作用，進(jìn)而發(fā)生點(diǎn)腐蝕的狀況。

可靠性設(shè)計(jì)措施：選擇不易長霉和耐霉性好的材料，在電源表面涂覆防霉劑或防霉漆，利用紫外線照射防霉并消滅已生長的霉菌，以高濃度的臭氧來消滅霉菌。

13 復(fù)合環(huán)境因素

電源在實(shí)際使用過程中，各種環(huán)境都不是孤立的，單獨(dú)作用的情況極少發(fā)生，往往是以復(fù)合形式出現(xiàn)的，同時(shí)，各種環(huán)境因素之間也是相互關(guān)聯(lián)的。在生活中，應(yīng)綜合各種因素來提高電源固有的可靠性。

14 結(jié)束語

綜上所述，在對電源的可靠性進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)了解電源可能遇到的環(huán)境應(yīng)力類型和應(yīng)力強(qiáng)度，分析其對電源性能的影響程度，按最壞情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，使電源抗環(huán)境應(yīng)力的能力大于實(shí)際的環(huán)境應(yīng)力強(qiáng)度。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：白潔〕