环境温度对通信开关电源性能和寿命的影响

温度对通信开关电源性能和寿命的影响 

　　通信开关电源的主要部件是高频开关整流器，它随着电力电子学的理论、技术和电力电子部件的发展逐渐成熟。 采用软开关技术的整流器，功耗更小，温度更低，体积和重量大幅降低，整体质量和可靠性提高。 但是，每当环境温度上升10℃，主要功率元件的寿命就会减少50%。 产生这种急剧寿命下降的原因在于温度的变化。 各种微观和宏观的机械应力集中引起的疲劳破坏，强磁性材料和其他部件运转时交变应力持续作用，会产生多种微观内部缺陷。 因此，开关电源厂家认为保证设备的有效散热是保证设备可靠性和寿命的必要条件。

　　1 .工作温度与电力电子部件可靠性和寿命的关系

　　电源是电力转换装置的一种，需要在转换期间消耗电力，这些电力经过转换之后发出。 电子元件工作的稳定性和退化速度与环境温度有关。 功率电子部件由多个半导体材料构成. 由于所述开关电源的功率元件在其工作时的损耗因其自身的发热而消耗，导致不同系数的材料相互连接的热循环导致非常显着的应力，并且可能发生瞬时破坏或故障。 功率元件长时间在异常温度条件下动作，会引起损坏的疲劳。 由于半导体具有热疲劳寿命，因此必须在相对稳定的温度范围内工作。

　　同时快速的冷热变化会暂时产生半导体温差，产生热应力和热冲击。 对元件施加热-机械应力，温差过大时，元件的不同材料部分会产生应力裂纹。 使零件过早失效。 这要求功率元件在相对稳定的工作温度范围内工作，减少温度的急剧变化，消除热应力冲击的影响，保证元件长期可靠的工作。

　　2 .工作温度对变压器绝缘能力的影响

　　当对开关电源变压器的初级线圈通电时，从线圈产生的磁通流入铁心，铁心自身为导体，因此在与磁力线垂直的平面上产生感应电位，在铁心的截面上形成闭合电路而产生电流，被称为“涡流”。 这种“涡流”会增加变压器的损耗，增加变压器铁芯发热变压器的温度上升。 “涡流”造成的损失称为“铁损”。 另外，在卷绕变压器中使用的铜线时，这些铜线存在电阻，当电流流过时，该电阻消耗一定的电力，该部分的损耗变热而消耗，该损耗被称为“铜损”。 铁损和铜损是变压器工作引起温度上升的主要原因。

　　由于变压器的工作温度上升，线圈必然劣化，绝缘性能下降，对商用电源冲击的能力减弱。 此时，如果发生雷击或商用浪涌，变压器一次出现的高反压会破坏变压器，使开关电源发生故障，同时高压会冲入通信主设备，有损坏主设备的危险。

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