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光伏逆变器的可靠性设计

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nansir
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  • 2017-10-30 14:25:36
          很久没来论坛逛逛了,主要是杂事太多,疲于周旋,前段时间应朋友邀请给上海电气做了一次“电力电子可靠性设计”的培训,前后准备了一个月有余,从效果看还不错,刚好近日有闲,把里面内容分享出来,还望各位斧正。先列个提纲:

nansir
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  • 2017-10-30 14:26:43
 
1、电路可靠性设计基础

1.1、可靠性定义

1.2、系统失效率的影响要素;

1.3  可靠性设计的内容

2、基于瞬态分析的可靠性设计

2.1 瞬态过程定义
2.2 功率器件瞬态开关特性分析
2.3 主电路瞬态换流过程分析
2.4 寄生参数的提取及影响
2.5 开关机瞬态过程分析及可靠性设计
2.6 环境瞬态电应力分析及可靠性设计(浪涌及ESD防护)

3、常规电路可靠性设计准则
3.1降额设计规范
3.2 电路热设计规范
3.3 电路安全性设计规范;
3.4 EMC设计规范
3.5 PCB设计规范
3.6 气候环境的“三防”设计

4、器件选型应用与失效机理及应对措施
4.1 电子元器件的选型基本原则
4.2 环境与应力对可靠性的影响
4.3 分立元件失效机理、选型原则及应对措施
4.4 IC电路失效机理、选型原则及应对措施
4.5 功率半导体器件失效机理、选型原则及应对措施

5、电力电子产品测试

5.1黑盒测试
5.1.1、输入部分的电性能测试标准
5.1.2、输出部分的电性能测试标准
5.1.3、保护部分的电性能测试标准
5.1.4、典型用户应用场景测试

5.2白盒测试
5.2.1、单元测试
5.2.2、时序测试
5.2.3  单一故障分析与模拟测试
5.2.4、容错测试
5.2.5、强度测试

5.3、EMI项目测试
5.3.1、 脉冲群测试
5.3.2、 抗静电测试
5.3.3、 浪涌测试
5.3.4、 EMI传导和辐射测试
5.3.5、 安规测试

5.4可靠性测试
5.4.1、环境应力筛选(ESS)测试
5.4.2、 HALT测试

nc965
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  • 2017-10-30 15:36:14
 
听课
nansir
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  • 2017-10-30 21:14:57
 
先讲几个关于可靠性的术语和定义:
可靠性定义:产品在规定的条件下和规定的时间区间(或操作次数)内完成规定功能的能力。产品:能够被单独考虑的任何元器件、零部件、组件、设备和系统。
规定的条件:
  • 产品使用时的输入与负载和维护条件,如供电电压、输出功率、载荷、使用方法、使用频率、操作人员的技术水平、维修方法等。
  • 环境条件如气候环境(温度、湿度、沙尘、气压、最大太阳直射辐射强度、最大风速、雨淋等)、生物和化学环境(生物作用物质霉菌、化学作用物质盐雾等)、机械环境(振动、冲击等)、电磁环境(电场、磁场、电磁场等)。
  • 储存条件如运输和保管等条件。
规定的时间:以时间为尺度度量产品的可靠特性,它是可靠性区别与产品其他特性的重要特性。产品的可靠性与规定的时间是密切相关的。产品的可靠性随着其使用时间的增长而降低。
规定的功能:指产品标准或产品技术条件中所规定的各项技术性能(技术指标),如仪器仪表的准确度及其他静态、动态性能指标等。任务剖面:是指产品在完成规定任务这段时间内所经历的事件和环境的时序描述

nansir
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  • 2017-10-30 21:49:22
 
继续补充可靠性的一些基本定义:
产品的“寿命”指产品使用的持续期,:“寿命单位”是指对产品使用持续期的度量单位。如工作小时、年、公里、次数等。
“使用寿命”是指产品从制造完成到出现不能修复的故障或不能接受的故障率时的寿命单位数。另外,也指产品故障率增大到耗损期之前的时期。
“储存寿命”是指产品在规定的存储条件下能够满足规定要求的存储期限。
“储存可靠性”是指在规定的储存条件下和规定的储存时间内,产品保持规定功能的能力。
“平均故障前时间”(MTTF,Mean Time To Failure)是指不可修复产品的一种基本可靠性参数。其度量方法为:在规定的条件下和规定的期间内,产品寿命单位总数与故障总数只比。
“平均故障间隔时间”(MTBF,Mean Time Between Failures)是指可修复产品的一种基本可靠性参数。其度量方法为:在规定的条件下和规定的期间内,产品寿命单位总数与故障总数只比。
清风慕竹
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LV6
高级工程师
  • 2017-11-1 16:18:30
 
支持,支持,我也做光伏并网逆变器产品的设计,最近在Layout,来点可靠性方面的指导一下
nansir
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  • 2017-10-31 10:29:40
 
可靠性是由组成产品的部件、元件及各部件元件间的相互作用的完整性的度量表现。因此研究影响产品失效率的因素就从部件、元件、系统的角度以及产品的运行环境出发做出研究。
λs(整机失效率)=λ0(元件失效率)×k1(降额因子)×k2(老练筛选因子)×k3(环境因子)×k4(机械结构因子)×k5(制造工艺因子)×N(元器件个数)

nansir
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  • 2017-10-31 21:19:37
 
逆变器产品可靠性设计的主要内容有:
功能可靠性设计:
裕度设计
功能容限设计
防过应力设计
防静电设计
耐热设计
耐高、低温设计
抗机械应力设计
三防设计
控制低气压失效设计
防呆设计
稳定性设计

结构方面可靠性设计:
简化结构设计;
采用标准结构设计;
接地、屏蔽、热设计;

工艺方面可靠性设计
采用最短的工艺路线;
尽量增大工艺容差;
尽可能多地采用工艺条件的自动化控制和工艺质量参数的自动化监测,消除人为不可靠的因素

nansir
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  • 2017-10-31 21:37:09
 
今天开始讲电力电子的瞬态,我们做产品有个体会,故障有相当一部分都发生在开关机瞬间、负载突变、浪涌等时刻,也即瞬态过程。可以说,控制好了瞬态,就解决了最难解决的问题了。这里抛出一个思想“使能量流动不突变“,瞬态问题就迎刃而解,希望大家好好理解这句话,理解了这句话,电力电子的功底将上一个台阶。老规矩给出”瞬态“的定义:
”瞬态过程“定义:瞬态过程也叫过渡过程或暂态过程。一般地说,事物的运动和变化,通常都可以区分为稳态和瞬态两种不同的状态。凡是事物的运动和变化,从一种稳态转换到另一种新的稳态,是不可能发生突变的,需要经历一定的过程(需要一定的时间),这个物理过程就叫做瞬态过程。
引起瞬态的原因:引起电路瞬态过程的原因有两个,即外因和内因。电路的接通或断开、电源的变化、电路参数的变化、电路的改变等都是外因;内因即电路中必须含有储能元件。换路:引起瞬态过程的电路变化叫做换路。电路中具有电感或电容元件时,在换路后通常有一个瞬态过程。
电力电子产品的瞬态类型:开机瞬态、关机瞬态、输入激励源变化、负载阶跃变化、故障瞬态、调度指令引起瞬态
瞬态分析的意义:研究产品的输出或内部节点的电压、电流及电磁在某种输入信号的作用下,或在震荡状态下,随时间变化的规律。研究分析产品发生瞬态过程时的各状态量,了解瞬态过程所能产生的影响或后果,以改进产品设计,提高产品可靠性
nc965
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  • 2017-11-1 10:36:43
 
好贴要顶一下
wszdxp2004
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  • 2017-11-1 11:08:46
 
我也要顶一下!
世纪电源网-九天
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超级版主
  • 2017-11-1 14:36:20
 
支持哦~~并感谢版主的分享~
吃水不忘挖井人~~(ps:回帖是美德哦)

天空依然蓝yy
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副总工程师
  • 2017-11-1 16:17:17
 
顶顶顶,楼主继续哈,我们听着呢
bake_ql
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LV8
副总工程师
  • 2017-11-1 20:45:45
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赞,顶上去;
nansir
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  • 2017-11-2 08:44:33
  • 倒数9
 
电力电子的开关瞬态分析是产品可靠性设计的关键。这里面涉及了电磁能量转换、瞬态换流回路、功率器件瞬态开关特性、杂散参数的提取,能量流动分析与控制等内容,今天出差,我整理一下先从功率器件建模说起,尽量通俗易懂,先挖个坑
xiangningxin
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LV2
本网技师
  • 2017-11-2 11:04:40
  • 倒数8
 
有没有PPT,先上来点资料啊,这样等着太慢了!跪谢楼主
nansir
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  • 2017-11-2 15:38:47
  • 倒数7
 
最后我会把ppt附到下面,目前还得改一改,先等一段时间
goupanda
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副总工程师
  • 2017-12-13 21:31:37
  • 倒数4
 
楼主好资料,期待继续
你跺你也麻
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本网技工
  • 2017-11-14 18:25:05
  • 倒数6
 
楼主怎么不更了啊
绍兴大力
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版主
  • 2017-11-22 13:04:40
  • 倒数5
 
期待PPT
清风慕竹
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高级工程师
  • 2017-12-15 16:19:23
  • 倒数3
 
楼主更新啊,我也是做光伏逆变器的,留个联系方式,请教啊
zxy_20120225
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副总工程师
  • 2018-10-31 15:38:19
  • 倒数2
 
挺好的

pualdelis
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高级工程师
最新回复
  • 2018-11-4 11:34:28
  • 倒数1
 
期待下次有PPT视频之类的
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