开关电源失效分析及可靠性优化设计

发布时间：2023-09-17 08:15

　　开关电源应用广泛,其可靠性也备受关注,如何在考虑经济成本的情况下,尽量提高开关电源的可靠性,成为企业十分关心的问题。本文以伺服电机驱动系统开关电源为研究对象,分析其故障原因,确定易故障元器件,对故障进行仿真重现;构建元器件退化模型,同时考虑容差和退化效应,构建快速计算模型,进行开关电源可靠性分析;对电路进行优化设计,降低开关电源失效率,最终形成一套对开关电源可靠性进行优化设计的完整方法。首先,对开关电源的失效率和失效机理进行分析。统计失效率,确定失效率高的元器件,分析电路原理,确定失效机理、判断故障原因;基于实物电路,对故障原因进行验证,确定基于退化与容差的失效分析思路;搭建仿真模型,进行故障仿真重现,对上述失效机理进行验证,并监测分析电源各位置应力,确定电源中的关键节点。其次,综合考虑元器件容差与退化,对开关电源的可靠性进行分析。构建元器件退化模型;根据之前获得的失效率统计结果与失效机理分析,基于正交表,对电源进行灵敏度分析,确定灵敏度高的关键元器件;基于搭建的仿真模型与灵敏度分析结果,通过多次仿真,确定灵敏元器件参数与关键节点应力间的映射关系,构建开关电源的快速计算模型;基于应力一...

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 课题研究的目的和意义
    1.3 课题的国内外研究现状
        1.3.1 基于EDA的故障建模与分析国内外研究现状
        1.3.2 基于元件退化的可靠性分析国内外研究现状
        1.3.3 可靠性优化国内外研究现状
        1.3.4 国内外文献综述
    1.4 本文主要研究内容
第2章 开关电源失效模式与失效机理分析
    2.1 引言
    2.2 开关电源失效模式分析
        2.2.1 开关电源原理分析
        2.2.2 故障数据收集及分析
        2.2.3 故障原因验证
    2.3 开关电源Saber仿真建模与分析
    2.4 开关电源失效机理仿真分析
    2.5 本章小结
第3章 考虑退化的开关电源可靠性分析
    3.1 引言
    3.2 开关电源元器件退化模型
        3.2.1 MOSFET退化模型
        3.2.2 光电耦合器退化模型
        3.2.3 其他元器件退化模型
    3.3 开关电源设计参数灵敏度分析
        3.3.1 灵敏度分析方法选择
        3.3.2 正交表设计
        3.3.3 灵敏度计算
    3.4 开关电源近似建模
        3.4.1 近似建模实验设计
        3.4.2 近似建模方法比较
        3.4.3 近似建模结果评估
    3.5 基于应力强度干涉的元器件可靠性分析
    3.6 开关电源系统时变可靠性分析
    3.7 本章小结
第4章 开关电源可靠性优化设计
    4.1 引言
    4.2 开关电源可靠性优化准则
    4.3 基于粒子群算法的开关电源可靠性优化
    4.4 开关电源可靠性优化效果评估
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢



本文编号：3847349