熱像儀助力電源穩(wěn)定性設(shè)計

電源是所有電器中都必須具備的重要部分，在電子設(shè)備行業(yè)中，人們把電源模塊比喻為電子設(shè)備和電子系統(tǒng)的“心臟”，而且電源也是電器系統(tǒng)中承載功率最大的環(huán)節(jié)。

電源分析

近年來電源設(shè)備日趨復(fù)雜，元器件的品種和數(shù)量增加很快，使用環(huán)境也變得惡劣多樣，而所服務(wù)的電子系統(tǒng)又越來越重要和昂貴，特別是軍用裝備，尤其是航空、航天上的元器件及系統(tǒng)可靠性的要求就更高了。

電器系統(tǒng)中的電源其任務(wù)就是為電器系統(tǒng)中的各種電路提供電能，由于電路的類型各自功能有別，因此對電源按照供給方式的不同，可以分為：UPS電源、EPS電源、穩(wěn)壓電源、變頻電源、凈化電源 、特種電源、發(fā)電機組、開關(guān)電源(AC/DC) 、逆變電源(DC/AC)、模塊電源(DC/DC)以及其他電源等。

熱像儀在電源中有哪些應(yīng)用？

電源的溫度控制，是提高電源模塊及系統(tǒng)可靠性及使用壽命的重要途徑。在電源的設(shè)計和應(yīng)用中，選擇合適的元器件，即減少電路損耗，提高模塊轉(zhuǎn)換效率，與選擇合理的冷卻方式是保證電源可靠穩(wěn)定工作的關(guān)鍵技術(shù)，將二者有機結(jié)合，會使得電源具有對環(huán)境適應(yīng)性更強、壽命長、成本低、維護方便等技術(shù)優(yōu)勢。

熱像儀能提供清晰的電源電路及其整個電源系統(tǒng)溫度場分布的圖像和準(zhǔn)確的溫度測量。

1)電子元器件

電源是一種電能轉(zhuǎn)換設(shè)備，在轉(zhuǎn)換過程中本身需要消耗掉一些電能，而這些電能則被轉(zhuǎn)化為熱量釋出。電子元件工作的穩(wěn)定性與老化速度是和環(huán)境溫度息息相關(guān)的。每當(dāng)環(huán)境溫度升高10℃時，主要功率元件的壽命減少50％，這就要求電子元器件應(yīng)該工作在相對穩(wěn)定和較低的溫度范圍內(nèi)。

熱像儀可以提供給工程師電路中各元器件的工作時發(fā)熱情況熱圖，幫助工程師分析元器件對整個電源電路溫度的影響，同時也能夠幫助工程師選擇合適負(fù)載能力的轉(zhuǎn)換模塊。

2)變壓器

變壓器是電源工作得主要部件，其發(fā)熱溫度有限制的，目前國內(nèi)的3C 認(rèn)證將變壓器溫度限制在120℃內(nèi)，歐洲UL認(rèn)證將變壓器溫度限制在115℃內(nèi)。電源的主要發(fā)熱源也是變壓為器，而鐵芯損耗和銅線損耗變壓器工作產(chǎn)生溫升的主要原因。 另外，由于變壓器工作溫度升高，必然造成鐵芯負(fù)載減弱，和線圈老化，當(dāng)其絕緣性能下降后，導(dǎo)致抗市電的沖擊能力減弱。這時若有雷擊或市電浪涌出現(xiàn)時，在變壓器的初級出現(xiàn)的高反壓會將變壓器擊穿，使電源失效，同時還有高壓串入主設(shè)備，造成主設(shè)備損壞的危險。

熱像儀可以通過迅速、簡便的操作，提供準(zhǔn)確的變壓器溫度。

3)電路熱分布

同一塊電路板的器件應(yīng)盡可能的按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列，采用合理的器件排列方式，可以有效的降低印制電路的溫升，從而使器件及設(shè)備的故障率明顯下降。

熱像儀可以通過提供的紅外熱圖，幫助工程師分析出整塊線路板的溫度分布，完善工程師的設(shè)計和應(yīng)用。

4)電源冷卻

電源冷卻技術(shù)是滿足行業(yè)各項技術(shù)性能要求的基本手段。目前各個電源模塊常用的冷卻方式有自然冷卻、純風(fēng)扇冷卻、自然冷卻和風(fēng)扇冷卻相結(jié)合三種。

電源產(chǎn)品中有很大的一個變壓器，還有些大的電容，這些都是大熱源，這些熱源可能會給您的產(chǎn)品內(nèi)部一些其它電路及其元器件的穩(wěn)定性、使用壽命都會帶來很大影響。利用紅外熱像儀，可以非常直接的測量出三種情況下的發(fā)熱和散熱情況，工程師改善設(shè)計，在實際應(yīng)用使用合理的冷卻手段，提高電源的可靠穩(wěn)定性，減少設(shè)備的故障率。

5) 工藝改進

電源設(shè)備在加工時，容易在接頭處以及壓線處出現(xiàn)工藝問題，利用熱象儀可以較為簡便、直觀、安全地發(fā)現(xiàn)故障點，幫助生產(chǎn)人員、質(zhì)檢人員更好的發(fā)現(xiàn)并解決問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

熱像儀在電源企業(yè)的應(yīng)用部門，除研發(fā)部門，還主要有：品管部門、售后服務(wù)部及設(shè)備維護等部門。

紅外熱像儀的獨特應(yīng)用

1、現(xiàn)有的溫度分析工具

對于電源在研發(fā)和應(yīng)用中，由于其特殊性，許多工程師都會抱怨現(xiàn)有的手段難以支持他們進行一個細(xì)致而全面的溫度場描繪，同時操作不方便、而且可能改變原溫度場分布，如：目前在電源開發(fā)和應(yīng)用中，溫度分析的工具是數(shù)據(jù)采集器，但使用數(shù)據(jù)采集器可能會遇到如下問題：電路板斷電，貼片熱電偶不夠多，操作不方便，反應(yīng)時間較慢(30秒至1分鐘)，使用數(shù)據(jù)采集器還將改變所測器件的散熱狀況，同時也無法分析整個電源的溫度場分布及散熱分析等。

2、熱像儀溫度分析優(yōu)點

紅外熱像儀和數(shù)據(jù)采集器、紅外點溫儀相比較，有自身的優(yōu)點：

a)通過紅外線熱像儀檢測目標(biāo)電路時，不需要斷電，操作方便，同時非接觸測量使原有的溫度場不受干擾；

b)反應(yīng)速度較快，小于1毫秒；

c)利用配套的紅外分析軟件，用戶可以不需要在現(xiàn)場，對所獲得的電源溫度數(shù)據(jù)進行詳細(xì)而全面的分析，同時生成一個完備的溫度報表。

本文小結(jié)

熱像儀在電源行業(yè)可以發(fā)揮其優(yōu)越性，由于它所具有獨特的優(yōu)點，能補充傳統(tǒng)檢測手段的不足。但是還有很多工作需要在今后的實踐中進一步改進和提高，使得紅外熱像技術(shù)在電源行業(yè)中的應(yīng)用更加廣泛和科學(xué)，有效地提升電源產(chǎn)品質(zhì)量，提高電能轉(zhuǎn)換效率、以及提高系統(tǒng)性能水平。