Os 5 principais motivos de falha no fornecimento de energia em 2020

Introdução a falhas na fonte de alimentação:

As fontes de alimentação são a espinha dorsal de todos os sistemas eletrônicos. Qualquer obstrução no fornecimento significa que seu sistema eletrônico ficará parado. A falha da fonte de alimentação pode ocorrer devido a vários motivos. No entanto, existem algumas precauções que você pode tomar para evitar falhas na fonte de alimentação e, portanto, falhas no sistema.

Os dados usados ​​no artigo são baseados em estudos conduzidos pela Excelsys e Power Clinic (que coletou dados sobre falhas de fornecimento de energia de mais de 12.000 modelos enviados de mais de 1.600 empresas diferentes). Ele também usa um estudo feito pelo Dr. Ray Ridley, da Ridley Engineering, com base nas informações de seu grupo "Fontes de alimentação" do LinkedIn. Este grupo hospeda mais de 6.000 membros. Esses dados são baseados em todos os tipos de sistemas eletrônicos usados ​​nas áreas industrial, médica, militar e científica.

Causas mais comuns de falha na fonte de alimentação:

A maioria das falhas de energia está inegavelmente relacionada à temperatura. Você encontrará muitos deles listados aqui. Uma das leis fundamentais da física afirma que para cada 10°C que você consegue manter a temperatura de sua fonte de alimentação abaixo de 40°C, você dobra o tempo médio entre falhas (MTBF). Da mesma forma, para cada 10°C que a temperatura da sua fonte de alimentação aumenta, seu tempo médio entre falhas (MTBF) é reduzido pela metade. MTBF (tempo médio entre falhas) é a quantidade prevista de tempo consumido entre falhas inerentes de um sistema eletrônico ou o tempo médio aritmético entre falhas de um sistema.

Ao longo do tempo, vimos um aumento no uso de chassis de plástico em comparação com o chassis de metal, o que tem impacto na capacidade térmica e eletromagnética. Seu objetivo deve ser corrigir o gerenciamento térmico em torno de seu sistema de fornecimento de energia.

• Capacitores

Quase todas as tecnologias de capacitores apresentam algumas falhas se não forem projetadas adequadamente. Capacitores podem facilmente ficar sobrecarregados e são propensos a falhas. Os capacitores podem falhar devido a vários motivos e, portanto, causar uma falha na fonte de alimentação. Isso pode incluir vazamento, capacitores inchados e explosões ou curtos-circuitos, capacitância reduzida ou ESR no circuito aumentado. O excesso de calor também causa danos ao capacitor junto com o envelhecimento, danos de polaridade reversa, danos durante a montagem, etc.

Para evitar falhas devido a capacitores, você deve garantir que seu sistema de energia esteja usando capacitores de alta qualidade. Mantenha seus capacitores livres de superaquecimento, observe as correntes de ondulação para garantir que eles não sejam sobrecarregados.

• Componentes de energia

Componentes de comutação de energia ou MOSFETs também são uma parte importante dos sistemas de energia e às vezes podem ser a causa de falhas. Um MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) é um dispositivo de três terminais com fonte, porta e dreno. É usado para amplificar e comutar sinais eletrônicos em um dispositivo eletrônico.

O MOSFET de potência é um dispositivo semicondutor de potência usado especialmente para fontes de alimentação de comutação DC-DC. Eles podem causar falhas se o calor não for descartado adequadamente, se a sobretensão do dreno, a sobrecorrente do dreno, a sobretensão da porta ou o diodo antiparalelo interno estiverem sobrecarregados. O foco deve ser o design adequado e a redução de componentes e testes para garantir que seu dispositivo não falhe.

• Controlar ICS

Os CIs de controle podem facilmente ser mal aplicados ou mal utilizados e afetar sua fonte de alimentação. Isso pode ser devido à operação incorreta do relógio ou ao layout inadequado da placa de circuito impresso, que pode causar ruídos ou oscilações indesejadas. Você deve dar a devida atenção à limitação de corrente, acionamento do portão, espaçamento, modos de partida suave e medição das malhas de controle.

Se houver uma falha em seu IC, isso afetará diretamente os MOSFETs, portanto, é importante garantir que seu IC de controle não falhe.

• Causas ambientais

Esta é a causa mais comum de falha na fonte de alimentação. As questões ambientais incluem a entrada de umidade, surtos e transientes, surtos e transientes induzidos na linha de energia, relâmpagos e cargas reativas, como acionamentos de motores regenerativos, carregamento de bateria, supercaps, etc.

Algumas dessas falhas devido a efeitos ambientais podem ser evitadas pelo projeto e testes adequados ou pela adição de extensões de proteção aos seus sistemas.

• Fãs

Isso não deve ser uma surpresa, os fãs são encontrados na maioria dos sistemas. Eles são a parte fisicamente móvel incorporada aos sistemas de fornecimento de energia e, na verdade, são mais propensos a falhas e falhas. Os ventiladores são usados ​​para difundir o calor produzido por um sistema de modo a evitar o superaquecimento. Os próprios usuários adicionarão ventiladores a um sistema caso o sistema não venha com ventiladores pré-instalados. No entanto, mesmo assim, a questão não absolve, mas muda de uma posição para outra. Outro problema é a produção de ventiladores substitutos na cadeia de suprimentos. Você precisa certificar-se de que o sistema de fornecimento de energia que está sendo fornecido está livre desses substitutos abaixo do padrão.

Por outro lado, manter um sistema sem ventoinha tem seus benefícios. Você pode vedar um sistema sem ventoinha contra umidade e poeira. No caso da instalação de sistemas ao ar livre, você pode vedar contra umidade e chuva. A remoção do ventilador pode aumentar a confiabilidade do seu sistema em 25% e pode ajudá-lo a evitar falhas. Tente evitar um ventilador em seus sistemas de energia, a menos que seja necessário. A Excelsys lançou um sistema de fonte de alimentação sem ventoinha que oferece 600 W de potência de saída.

Conclusão:

Existem muitas outras causas de falha na fonte de alimentação, mas estas são as mais prevalentes encontradas. Para evitá-los, você precisa garantir que seu sistema de alimentação receba a devida atenção desde a construção e o projeto. Tente usar componentes legítimos que tenham sido testados previamente ou procure fornecedores que ofereçam garantia.