风机变桨系统DC/DC电源检测方法

2018-01-03刘洲印孙东旭刘朋飞

设备管理与维修 2017年10期

关键词：试验箱高低温扫频

刘洲印，孙东旭，张俊，刘朋飞

（固安华电天仁控制设备有限公司，河北廊坊 065500）

风机变桨系统DC/DC电源检测方法

刘洲印，孙东旭，张俊，刘朋飞

（固安华电天仁控制设备有限公司，河北廊坊 065500）

DC/DC电源在变桨系统中的重要性，分析DC/DC电源可能出现的问题，提出符合技术发展趋势的检测方法，确保DC/DC电源在变桨控制系统中稳定工作。

DC/DC；直流电源；检测方法

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.10.21

0 引言

DC/DC直流电源在变桨系统中起着重要的控制与保护作用，但在产品使用过程中，由于受到环境因素的影响，会经常出现电压输出不稳、闪断等情况的发生，对变桨控制系统的安全产生了影响。为了减少和杜绝此类事故的发生，公司进行了一系列实验用来检测其性能。

DC/DC直流电源在变桨控制系统中应用，主要受到高温、高湿、低温和振动等因素影响。在夏季，变桨系统处于封闭状态下，环境温度的升高以及自身功耗所产生的热量，会使其温度过高，在如此高的温度下，电子器件寿命降低，性能参数降低，工作能力下降。潮湿气体会透过封装材料及元器件的接合面进入到器件的内部，一方面造成内部电路氧化腐蚀短路，另一方面会产生芯片吸湿现象。在电子元器件组装焊接过程中的高温会使进入芯片内部的潮湿气体受热膨胀产生足够的压力，使塑料从芯片或引脚框上的内部分离(脱层)、导致虚焊。冬季低温环境下，超出其工作温度范围时，芯片会停止工作，其他电子元器件寿命降低，性能参数发生变化，影响使用。在轮毂里使用时，会受到振动影响，振动可以使器件与印刷电路板产生裂痕，导致脱落，引发虚接，影响使用。为了测试DC/DC直流电源在上述几种工况下的使用能力，采用了一些实验方法来对其进行检测。

1 振动实验方法

根据振动条件，振动测试按照项目分为冲击测试、扫频测试和碰撞测试。按照方向分为X轴、Y轴和Z轴。

（1）冲击试验。峰值加速度15 g；持续时间11 ms；冲击次数 3次；测试方向 X，Y，Z。

（2）扫频试验。加速度 1 g；扫频振幅 2～9 Hz（3.5 mm），9～200 Hz；扫频循环数 20；扫频速率 1 oct/min；测试方向 X，Y，Z。

（3）碰撞试验脉冲宽度16 ms；碰撞次数500次；测试方向X，Y。

首先，选取多块DC/DC电源同时进行试验，将被测品安装固定在实验台上，并使用特定的软件监控其输出电压是否有波动、闪断或断路等异常情况出现。相关测试谱图及监控状况分别见图1～图4。通过测试可知，在负载运行中电压都在可接受范围内，没有产生电压波动。

2 温湿实验方法

温湿实验方法主要由3部分组成，即高温、高低温—低温和湿热交变。

（1）高温实验方法。首先选取多块DC/DC电源同时进行试验，将被测品置于高低温试验箱内，并于常温环境下启动DC/DC，电源带制动器负载，功率90 W，通断周期为通3 s断9 s。用监控软件查看其输出电压。然后调节高低温试验箱测试温度，调至80℃，观察被测品输出电压变化情况；运行4 h后，如果有被测品出现故障，如断路、闪断或输出偏低等情况。为了检测被测品是否因为自身热关断导致其断路，可以关闭高低温试验箱，停止DC/DC工作。当温度降至室温后，再启动被测品。在常温环境下，如果被测品没有出现故障，再升温至80℃，观察之前出现故障的DC/DC工作状态。如果还出现故障，说明此被测品不适合在高温环境下工作。

图1 冲击试验谱

图2 扫频试验谱

图3 碰撞试验谱

图4 监控DC/DC电源输出

（2）高低温—低温交替实验方法。由于考虑到实际使用工况，在冬季低温环境下，轴箱内最高温度≤60℃，所以，高低温试验箱温度设置为高温60℃，低温-25℃。

首先将高温实验测试良好的被测品置于高低温试验箱内，并于常温环境下启动DC/DC，电源带制动器负载，功率90 W，通断周期为通3 s断9 s。用监控软件查看其输出电压。然后调节高低温试验箱测试温度，调至60℃，观察被测品输出电压变化情况。运行20 h后，被测品没有出现故障状态。再将高低温试验箱温度调节至-25℃，观察DC/DC直流电源工作状态。运行4 h，如果DC/DC工作状态良好，停止DC/DC直流电源工作，并静置于低温环境里，使其内部温度接近环境温度，静置2 h。静置后，DC/DC电源底板温度接近环境温度，准备工作，启动被测品，并用监控软件查看其输出电压。如果有被测品出现断路、闪断或输出电压偏低等情况时，说明此被测品不适合在低温环境下工作。

（3）湿热交变实验方法。参考GB/T 2423.34—2012设计本方案。设定低温为25℃，95%RH，高温80℃，95%RH，以8 h为1个循环。编程高低温试验箱见表1。升温时间1.5 h，恒温时间4.5 h，降温时间2 h。温度变化曲线参考GB/T 2423.34—2012的图1。