電源装置の平均余命

スイッチング電源の平均寿命についてはインターネット上に多くの記事がありますが、それらのほとんどは、PSUがほぼ全負荷になっている状況について説明しています。私はスタンバイ状態が必要な電子機器を設計していますが、出力が24V-5AのCOTS PSUを使用しています。たとえば、次のようになります。

私のデバイスの消費電力はほぼ次のとおりです：

全負荷に近い状態で5％の時間。

全負荷の20％で時間の55％。

スタンバイ時の時間の40％（全負荷の約1％）。

すべてがPSUの品質と設計仕様に依存していることは知っていますが、中国のサプライヤーは自社の製品に関する十分で信頼できる情報を提供していません。責任あるサプライヤーから購入していますが。

通常、私のPSUの寿命は10年と期待できますか？

負荷消費に関係なく、入力コンデンサ（AC電圧が高い場合）またはオプトカプラは数年後に破壊されると言う人もいます。本当ですか？はいの場合、テレビのように長年AC電源を使用している他の電子システムで、この問題をどのように解決しましたか？

外観からは、どのデバイスの予想寿命もわかりません。

あなたの特定のケースでは、私が失敗する可能性が最も高いと私が予想するいくつかの事柄があります：

1. 電源のサージによる欠陥
2. コンデンサの経年変化
3. クーラーのほこりによる熱による半導体

最初のものは通常、完全にあなたの手の外にあります。グリッドの誤動作がSMPSを揚げるためにどれほど悪いのかという問題は、SMPSの設計と、単純な運次第です。それでも、純粋な確率論的な観点から、時々何かがうまくいかないと予想する必要があります（落雷、電力線のマストに衝突する自動車）–しかし、その間も、半世紀または半月になる可能性があります、SMPSの影響から完全に外れる確率で。

もちろん、十分な入力保護によって、問題の影響を制限することができます。しかし、これは、あなたの製品よりも大きく、はるかに高価な電源に対してのみ仕様化されるものです。

次に、老化と失敗の確率があります。産業環境では、通常、 "MTBF"と呼ばれるメジャーを見つけます。これは、障害間の平均時間であり、それを正確に捉えます。高負荷の使用シナリオでは、その数は必要な数よりも多くなるはずです。負荷が軽い状態でMTBFを見積もることはそれほど意味がありません。a）次に、より小さなSMPSを使用できたか、b）物が長持ちするかどうかを推測するのは非常に困難です。固定周波数SMPSが1％の負荷対90％の負荷のシナリオでストレスが少ない理由が実際にはわかりませんが、冷却が適切である場合。

したがって、その信頼性が必要な場合は、MTBFが付属しているものを購入してください。その数を正直に、そして適格に見積もることはかなり難しく、かなりの経験を持つ大規模なサプライヤだけがそれに信頼されるべきです。

責任あるサプライヤーから購入していますが。

Lol、OK、そう、そのサプライヤーではなく、根本的に責任のあるサプライヤーです。はい、コスト係数は2より大きくなります。

通常、このようなコンポーネントを家庭用電化製品に購入することはありません。価格と利益のトレードオフはそれを許しません。

はいの場合、テレビのように長年AC電源を使用している他の電子システムで、この問題をどのように解決しましたか？

どういたしまして？もちろん、エンジニアとして、与えられたものを使ってできる限り最高のSPMSを構築しようとします。スペックにある程度の余裕があるコンポーネントを正しく選択するため、ビルドされる数千のデバイスのうち、停止の可能性は低くなります。しかし、10年経って400ユーロのテレビが現場で故障したとしても、誰も気にかけません。とにかく、家庭用電化製品の寿命の上限についてです。5年経っても失敗する場合は、悪い評判を推測することもできません。2年経っても失敗する場合は、これらのケースが蓄積されていないことを確認してください。蓄積されない場合は、製造元として問題ありません。保証の範囲内で失敗した場合でも、1台のTVを構築するよりも1％高価な1000台のTVを1台交換する方が安上がりですが、平均して数年後に失敗します。

幸いにも、ここでは経済学があなたの味方かもしれません：しっかりと作られたSMPSは「責任ある」サプライヤーよりも高価ですが、大量生産されたハイエンドデバイスの供給にアクセスできれば、その事実から利益を得られます。厳密なテストはこれらで行われていますが、大量生産により、これらのコストがより多くのデバイスに分散され、しかも比較的安価です。

コメントでは、TDKとMurateが典型的なSMPS OEMとして既に言及されていますが、私はあなたが持っているのと同じような使用プロファイルを持つデバイスを開いて開きます。この場合、壊れたハイエンドのオフィスプリンター/コピー機を探してから、電源の名前。

平均余命は実際にはMTBFとは異なります！

MTBFは、電子コンポーネントの確率関数分布を使用して計算されます（通常、指数分布関数が使用されます）。平均余命は、確率分布関数についての仮定が依然として有効であることを保証するパラメーターです。

PSUデバイス（またはCOTS一般）の推定を可能にするFIDESのような確立された標準があります。定義する必要があるのは、アプリケーションプロファイル（周囲温度、オン時間とオフ時間の比率など）です。

FIDES Webサイトでクイックツアーを作成して、詳細を確認できます。

単純な温度サイクルは、膨張係数が同一ではなく、一定の機械的屈曲および一定の応力変化が......最終的にコンポーネントを破壊するため、電子デバイスを破壊します。

治療：回路をオフにしないでください。

あぁ……冷静に。

はんだに含まれる鉛の理由の1つは、機械的コンプライアンス（延性）です。

編集100,000HzクロックのSMPSについて考えてみます。........1秒に100,000回、熱膨張と熱収縮が発生します。