Zuverlässigkeit von Stromversorgungen
Keine Glückssache
Fortsetzung des Artikels von Teil 3
Ausfälle wegen Sättigung einer Drossel
Ein Standard-PC-Netzteil mit medizinischer Zulassung ist laut Herstellerangaben schon viele Jahre in Produktion und wird mit hohen Stückzahlen in zahlreichen Geräten vieler Kunden verbaut. Ausfälle gibt es laut Hersteller keine.
Ein Kunde aber baut davon jährlich 250 Exemplare in seine Medizingeräte ein und hat etwa 40 Ausfälle pro Jahr. Die Analyse der Feldrückläufer ergab, dass immer die Netzsicherung ausgelöst hat und der PFC-Transistor defekt war. Die genaue Analyse ergab, der Transistor war während des Betriebs keiner Übersspannung und keinem Überstrom ausgesetzt. Beim Anlauf jedoch ging die PFC-Spule etwas in Sättigung (Bild 7), unabhängig vom Wert der Netzspannung oder der Last.
Die Analyse eines zweiten Musters brachte Klarheit (Bild 8). Der vom PFC-MOSFET auszuschaltende Strom ist sehr groß, weil die PFC-Drossel in Sättigung geht, die resultierenden Ausschaltverluste am Transistor sind immens. Bei einer kurzen Netzunterbrechung kann das kritisch sein, wenn die Bauteile warm sind. Außerdem lagen dann die resultierenden Spannungsspitzen am Drain des PFC-MOSFETs über dessen spezifizierten Maximalwerten.Deshalb: Stromversorgungen analysiert man am besten selbst mit Oszilloskop, Tastkopf und Stromzange, um sicher zu gehen, dass sie nicht nur funktionieren, sondern auch eine hohe reale Zuverlässigkeit haben und für die Anwendung geeignet sind.
| Zuverlässigkeitsanalyse |
|---|
| Auszug aus dem Inhaltsverzeichnis einer Zuverlässigkeitsanalyse: Man sieht sofort, wo die Schwachstellen sind und wo nachgebessert werden muss. Bei der Analyse der Zuverlässigkeit sollte noch folgendes beachtet werden: Meistens sind fast alle Bauteile gut dimensioniert. Die Bauteile mit Überstress muss man finden und optimieren. Da nützt es nichts, wenn die restlichen Bauteile überdimensioniert sind.
Warum gibt es Entwicklungsfehler und wie kann man sie erkennen? Meistens wird der Bauteilstress nur im nominalen Dauerbetrieb gemessen, also über den gesamten Eingangsspannungsbereich und Lastbereich, manchmal noch im Leerlauf. Wesentlich kritischer sind jedoch oft folgende Fälle:
Vor allem Netzunterbrechungen können gefährlich sein, nämlich genau dann, wenn die Netzspannung in dem Moment wieder zugeschaltet wird, wenn die Ausgangsspannung oder die interne Versorgungsspannung zu fallen beginnen. Am besten man analysiert alle diese genannten Fälle genau, um mögliche Schwachstellen zu finden. Wenn Überstress auftritt, muss man eine passende Lösung erarbeiten, besser vor der Markteinführung als danach. |
- Keine Glückssache
- Sperrspannung an den Halbleitern
- Ströme in den Elkos und in Induktivitäten
- Ausfälle wegen Sättigung einer Drossel
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
CUI / Stromversorgung
Zuverlässigkeit von Netzteilen (Teil 1)
DC/DC-Wandler mit ATX-Ausgängen
Sollen wir uns trennen?
Interview Prof. Werner Wölfle / Traco
»Wir setzen auf Maßkonfektion«
APEC 2017
An den Lippen von Ray Ridley
Arrow und Artesyn
Konfigurierbare Stromversorgungen auch bei kleineren Stückzahlen
Digital gesteuerte Netzteile
Vier Fragen gegen die Angst
Stromversorgungen
Anforderungen an DC/DC-Wandler
Point-of-Load-Wandler
Jenseits aller Marketing-Versprechen
Lebensdauer, MTBF und Zuverlässigkeit
Fit & Forget
Schaltregler
EMV-Störungen reduzieren
Stromversorgungsdesign
Grundlagen der EMV – Teil 2
Warum Stromversorgungen ausfallen
Immer wieder Hitze, Lüfter und Überschläge
Stromversorgungsdesign
Grundlagen zur Zuverlässigkeit von Netzteilen
Stromversorgungsdesign
Grundlagen der EMV – Teil 1
Stromversorgungsdesign
Grundlagen des Wärmemanagements
Stromversorgungsdesign
Grundlagen der Leistungsfaktorkorrektur
