在當(dāng)今電子產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的時(shí)代，電子產(chǎn)品的質(zhì)量由兩大核心性能——技術(shù)性與可靠性共同支撐。一款成功的電子產(chǎn)品，必須在這兩方面達(dá)到卓越的綜合水平，方能在市場(chǎng)中立足。電源作為電子系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其可靠性直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，而開關(guān)電源憑借體積小巧、效率高等優(yōu)勢(shì)，在眾多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，如何進(jìn)一步提升開關(guān)電源的可靠性，已成為電力電子技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵課題。
一、電磁兼容性（EMC）設(shè)計(jì)技術(shù)
開關(guān)電源通常采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）技術(shù)，其產(chǎn)生的脈沖波形呈矩形，上升沿與下降沿包含大量諧波成分，此外，輸出整流管的反向恢復(fù)也會(huì)產(chǎn)生電磁干擾（EMI）。這些因素嚴(yán)重威脅著系統(tǒng)的可靠性，因此，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的電磁兼容性成為至關(guān)重要的任務(wù)。電磁干擾的產(chǎn)生需要滿足三個(gè)條件：干擾源、傳輸介質(zhì)和敏感接收單元。EMC設(shè)計(jì)的核心就在于破壞這三個(gè)條件中的至少一個(gè)。
在通信電路中，針對(duì)開關(guān)電源的干擾源主要集中在開關(guān)電路與輸出整流電路。為了有效抑制干擾源，可以采用多種技術(shù)手段，包括濾波技術(shù)、布局與布線技術(shù)、屏蔽技術(shù)、接地技術(shù)以及密封技術(shù)等。通過合理應(yīng)用這些技術(shù)，可以顯著降低電磁干擾，提升開關(guān)電源的電磁兼容性。
二、開關(guān)電源電氣可靠性工程設(shè)計(jì)技術(shù)
功率因數(shù)校正技術(shù)的應(yīng)用主要旨在解決開關(guān)電源諧波電流對(duì)電網(wǎng)的污染問題，防止其干擾其他共網(wǎng)設(shè)備，并避免因三相四線制中線電流過大而引發(fā)安全事故。通常，采用具有功率因素校正技術(shù)的開關(guān)電源是有效的解決方案。
在保護(hù)電路設(shè)計(jì)方面，為了確保電源在各種惡劣環(huán)境下能夠穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，需要在設(shè)計(jì)階段加入多種保護(hù)電路措施。例如，防浪涌沖擊、過欠壓、過載、短路以及過熱保護(hù)等電路，這些保護(hù)措施能夠有效提升電源的可靠性。
供電方式的選擇也對(duì)電源的可靠性有著重要影響。目前，現(xiàn)代電力電子系統(tǒng)一般采用分布式供電系統(tǒng)，以滿足高可靠性設(shè)備的要求。
元器件的選擇直接決定了電源的可靠性。元器件失效的主要原因包括制造質(zhì)量問題、器件可靠性問題、設(shè)計(jì)問題以及損耗問題等。在實(shí)際應(yīng)用中，必須對(duì)這些問題予以高度重視，嚴(yán)格把控元器件的質(zhì)量。
三、電路拓?fù)渑c發(fā)光二極管（LED）
開關(guān)電源常用的電路拓?fù)浒▎味苏な?、單端反激式、雙管正激式、雙單端正激式、雙正激式、推挽式、半橋和全橋等八種。其中，雙管正激式、雙正激式和半橋電路的開關(guān)管承壓僅為輸入電源電壓，當(dāng)電壓降至60%時(shí)，選用600V的開關(guān)管相對(duì)容易，且不會(huì)出現(xiàn)單向偏磁飽和問題。因此，這三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在高壓輸入電路中得到了廣泛應(yīng)用。
發(fā)光二極管（LED）是由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等元素的化合物制成。當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)，會(huì)輻射出可見光，因此可以用于制造發(fā)光二極管。在電路及儀器中，LED常作為指示燈，或組成文字、數(shù)字顯示。根據(jù)材料不同，砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光，氮化鎵二極管發(fā)藍(lán)光。此外，根據(jù)化學(xué)性質(zhì)，LED還可分為有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）和無機(jī)發(fā)光二極管（LED）。
不同型號(hào)的LED正常發(fā)光時(shí)所需的電壓和電流各不相同。通常情況下，單個(gè)發(fā)光管點(diǎn)亮至少需要2V電壓和30mA電流。當(dāng)多個(gè)LED串聯(lián)使用時(shí)，推動(dòng)電壓至少需要18V，按20V計(jì)算。為了在電阻上產(chǎn)生200V的壓降（220V - 20V），根據(jù)歐姆定律，電阻值應(yīng)為200V ÷ 30mA = 6.7KΩ，此時(shí)電阻所做的功為200V × 30mA = 6W。因此，可以串聯(lián)一只6.7KΩ、10W的電阻。如果亮度不足，可以根據(jù)發(fā)光管的具體參數(shù)重新計(jì)算。對(duì)于小功率管，可以嘗試將三個(gè)并聯(lián)成一組，再將三組串聯(lián)，使用一個(gè)閑置的手機(jī)充電器進(jìn)行測(cè)試。但需要注意選擇阻容降壓式的充電器，例如市面上常見的輕便型“萬能充電器”。
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