熱像儀:電源溫度控制的關鍵技術

電源是所有電器的重要組成部分。在電子裝置行業,人們把電源模組比作電子裝置和電子系統的“心臟”,電源也是電氣系統中負載最大的環節。

電氣系統中電源的任務是為電氣系統中的各種電路提供電能。因為電路的型別有不同的功能,所以供電方式也不同。可分為:UPS電源、 EPS電源、穩壓電源、變頻電源、淨化電源、專用電源、發電機組、開關電源(交流/DC)、逆變電源(DC/交流)、模組化電源(DC/DC)等電源。

電源溫度控制是提高電源模組和系統可靠性和使用壽命的重要途徑。在電源的設計和應用中,選擇合適的元器件,即降低電路損耗和提高模組轉換效率,選擇合理的散熱方式,是保證電源可靠穩定執行的關鍵技術。兩者有機結合將使電源具有對環境適應性更強、壽命長、成本低、維護方便等技術優勢。

熱像儀可以提供電源電路及其整個電源系統的溫度場分佈的清晰影象和精確的溫度測量。

熱像儀:電源溫度控制的關鍵技術

(1)電路熱分佈

同一電路板上的器件應儘可能根據其發熱量和散熱程度排列。合理佈置器件可以有效降低印刷電路的溫升,從而顯著降低器件和裝置的故障率。

熱像儀可以透過提供的紅外熱像幫助工程師分析整個電路板的溫度分佈,提高工程師的設計和應用。

熱像儀:電源溫度控制的關鍵技術

(2)電子元件

電源是一種電能轉換裝置,在轉換過程中需要消耗一些電能,將電能轉化為熱量並釋放出來。電子元器件的工作穩定性和老化速度與環境溫度密切相關。當環境溫度升高10c時,主要功率元件的壽命會降低50%,這就要求電子元件要在相對穩定且較低的溫度範圍內工作。熱像儀可以為工程師提供電路中各元件在工作時的熱圖,幫助工程師分析元件對整個供電電路溫度的影響,幫助工程師選擇合適負載能力的轉換模組。

熱像儀:電源溫度控制的關鍵技術

(3)電源冷卻

動力冷卻技術是滿足行業技術性能要求的基本手段。目前每個電源模組常用的冷卻方式有三種:自然冷卻、純風扇冷卻、自然冷卻和風扇冷卻。

電源裡有一個大變壓器和一些大電容,都是大熱源。這些熱源可能會對您產品中一些其他電路和元件的穩定性和使用壽命產生很大影響。利用紅外熱像儀,我們可以直接測量三種情況下的發熱量和散熱量。工程師在實際應用中改進設計,採用合理的冷卻方式,從而提高供電的可靠性和穩定性,降低裝置故障率。

熱像儀:電源溫度控制的關鍵技術

(4)過程改進

在電源裝置加工過程中,接頭和壓線處容易出現工藝問題。使用熱像儀可以簡單、直觀、安全地發現故障點,幫助生產人員、質檢人員更好地發現和解決問題,提高產品質量。

熱像儀:電源溫度控制的關鍵技術

(5)變壓器

變壓器是電源的主要部件,其加熱溫度有限。目前國內3C認證將變壓器溫度限制在120,歐洲UL認證將變壓器溫度限制在115,電源的主要發熱源也是變壓器,鐵芯損耗和銅線損耗是變壓器執行引起溫升的主要原因。另外,隨著變壓器工作溫度的升高,必然會導致鐵心負荷的減弱和線圈的老化。當其絕緣效能下降時,抵抗市電衝擊的能力就會減弱。這時,如果有雷擊或電湧,變壓器一次級的高背壓會擊穿變壓器,使電源失效。同時存在高壓接入主裝置,造成主裝置損壞的危險。

熱像儀可以透過快速的、簡單操作提供準確的變壓器溫度。

由於其特殊性,很多工程師抱怨現有的方法很難支援他們描述一個詳細全面的溫度場,而且操作不便,也有可能會改變原有的溫度場分佈。例如,目前在電源的開發和應用中,溫度分析的工具是資料採集器,但使用資料採集器可能會遇到以下問題:電路板斷電、片上熱電偶不足、操作不方便。響應時間慢(30秒到1分鐘),資料採集器的使用也會改變被測器件的散熱狀態,也無法分析整個電源的溫度場分佈和散熱分析。

熱像儀溫度分析的優勢

與資料採集器、紅外點溫計相比,紅外熱像儀有自己的優勢:(1)紅外熱像儀探測目標電路時,不需要切斷電源,操作方便,非接觸測量不干擾原始溫度場;(2)反應速度較快,不到1毫秒;(3)使用配套的紅外分析軟體,使用者可以對獲得的電源溫度資料進行詳細、全面的分析,同時生成完整的溫度報告。