2020년 전원 공급 장치 오류의 상위 5가지 이유

전원 공급 장치 오류 소개:

전원 공급 장치는 모든 전자 시스템의 중추입니다. 공급에 장애가 발생하면 전자 시스템이 정지됩니다. 전원 공급 장치 오류는 여러 가지 이유로 발생할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 전원 공급 장치 오류 및 이에 따른 시스템 오류를 방지하기 위해 취할 수 있는 몇 가지 예방 조치가 있습니다.

이 기사에 사용된 데이터는 Excelsys 및 Power Clinic(1600개 이상의 회사에서 보낸 12,000개 이상의 모델에서 전원 공급 장치 오류에 대한 데이터를 수집함)에서 수행한 연구를 기반으로 합니다. 또한 LinkedIn '전원 공급 장치' 그룹의 의견을 바탕으로 Ridley Engineering의 Ray Ridley 박사가 수행한 연구도 사용합니다. 이 그룹은 6,000명 이상의 회원을 호스팅합니다. 이 데이터는 산업, 의료, 군사 및 과학 분야에서 사용되는 모든 유형의 전자 시스템을 기반으로 합니다.

전원 공급 장치 오류의 가장 일반적인 원인:

대부분의 정전은 의심할 여지 없이 온도와 관련이 있습니다. 여기에 나열된 많은 항목을 찾을 수 있습니다. 물리학의 기본 법칙 중 하나에 따르면 전원 공급 장치의 온도를 40°C 미만으로 유지할 수 있는 10°C마다 평균 고장 간격(MTBF)이 두 배가 됩니다. 마찬가지로 전원 공급 장치의 온도가 10°C 증가할 때마다 평균 고장 간격(MTBF)이 절반으로 줄어듭니다. MTBF(mean time between failures)는 전자 시스템의 고유한 고장 사이에 소요되는 예상 시간 또는 시스템 고장 사이의 산술 평균 시간입니다.

시간이 지남에 따라 금속 섀시에 비해 플라스틱 섀시의 사용이 증가했으며, 이는 열 및 전자기 기능에 영향을 미칩니다. 전원 공급 시스템 주변의 올바른 열 관리를 목표로 해야 합니다.

• 커패시터

거의 모든 커패시터 기술은 제대로 설계되지 않은 경우 몇 가지 결함이 있습니다. 커패시터는 쉽게 과도한 스트레스를 받을 수 있으며 고장이 나기 쉽습니다. 커패시터는 여러 가지 이유로 고장날 수 있으므로 전원 공급 장치가 고장날 수 있습니다. 여기에는 누출, 팽창된 커패시터, 폭발 또는 단락, 정전 용량 감소 또는 회로 내 ESR 증가가 포함될 수 있습니다. 과도한 열은 노화와 함께 커패시터 손상, 역극성 손상, 조립 중 손상 등을 유발합니다.

커패시터로 인한 고장을 방지하려면 전원 시스템이 고품질 커패시터를 사용하고 있는지 확인해야 합니다. 커패시터가 과열되지 않도록 하기 위해 리플 전류가 과열되지 않도록 하십시오.

• 전원 구성요소

전력 스위칭 부품 또는 MOSFET도 전력 시스템의 주요 부분이며 때때로 고장의 원인이 될 수 있습니다. MOSFET(금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터)는 소스, 게이트 및 드레인이 있는 3단자 장치입니다. 전자 장치에서 전자 신호를 증폭 및 전환하는 데 사용됩니다.

파워 MOSFET은 특히 DC-DC 스위칭 전원 공급 장치에 사용되는 매우 일반적으로 사용되는 전력 반도체 소자입니다. 드레인 과전압, 드레인 과전류, 게이트 과전압 또는 내부 역병렬 다이오드에 과도한 스트레스가 가해지면 열이 제대로 처리되지 않으면 고장이 발생할 수 있습니다. 초점은 적절한 설계, 구성 요소의 경감 및 장치가 실패하지 않도록 하기 위한 테스트에 있어야 합니다.

• ICS 제어

제어 IC는 쉽게 잘못 적용되거나 오용되어 전원 공급 장치에 영향을 미칠 수 있습니다. 이는 잘못된 클록 작동 또는 원치 않는 노이즈 또는 진동을 유발할 수 있는 부적절한 PCB 레이아웃 때문일 수 있습니다. 전류 제한, 게이트 구동, 간격, 소프트 스타트 모드 및 제어 루프 측정에 주의를 기울여야 합니다.

IC에 결함이 있으면 MOSFET에 직접적인 영향을 미치므로 제어 IC가 고장나지 않는지 확인하는 것이 중요합니다.

• 환경적 원인

이것은 전원 공급 장치 고장의 가장 일반적인 원인입니다. 환경 문제에는 습기 침투, 서지 및 과도 현상, 유도된 전력선 서지 및 과도 현상, 낙뢰 및 회생 모터 드라이브, 배터리 충전, 슈퍼 캡 등과 같은 무효 부하가 포함됩니다.

환경적 영향으로 인한 이러한 실패 중 일부는 적절한 설계 및 테스트를 통해 또는 시스템에 보호 확장을 추가하여 피할 수 있습니다.

• 팬

대부분의 시스템에서 팬이 발견되는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 이들은 전원 공급 시스템에 통합된 물리적으로 움직이는 부분이며 실제로는 오류 및 오류가 발생하기 쉽습니다. 팬은 과열을 방지하기 위해 시스템에서 생성된 열을 확산하는 데 사용됩니다. 시스템에 팬이 사전 설치된 상태로 제공되지 않는 경우 사용자가 직접 시스템에 팬을 추가합니다. 그러나 그렇다고 해도 문제는 해결되지 않고 오히려 한 위치에서 다른 위치로 이동합니다. 또 다른 문제는 공급망에서 대체 팬의 생산입니다. 제공되는 전원 공급 시스템에 이러한 표준 이하의 대체품이 없는지 확인해야 합니다.

반면에 팬이 없는 시스템을 유지하면 이점이 있습니다. 습기와 먼지로부터 팬리스 시스템을 밀봉할 수 있습니다. 옥외에 시스템을 설치하는 경우 습기와 비로부터 밀봉할 수 있습니다. 팬을 제거하면 시스템의 안정성이 25% 증가하고 오류를 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 필요한 경우가 아니면 전원 시스템의 팬을 피하십시오. Excelsys는 실제로 600W의 출력 전력을 제공하는 팬이 없는 전원 공급 장치 시스템을 출시했습니다.

결론:

전원 공급 장치 고장의 다른 원인은 무수히 많지만 가장 흔한 원인은 다음과 같습니다. 이를 방지하기 위해서는 전원 공급 시스템을 구축하고 설계하는 단계부터 충분한 주의를 기울여야 합니다. 사전에 테스트를 거친 합법적인 구성 요소를 사용하거나 보증을 제공하는 공급업체를 찾으십시오.