【導讀】在不同的應用環(huán)境，該如何進(jìn)行電源模塊的應用選型？選擇合適電源模塊可以延長(cháng)模塊的使用壽命，本文主要是介紹在振動(dòng)場(chǎng)合電源模塊可能出現的一些失效形態(tài)和如何選用可靠的電源模塊。
常見(jiàn)存在振動(dòng)的應用環(huán)境
在現實(shí)應用中，很多應用環(huán)境是存在振動(dòng)情況的，需要考慮電源模塊的選型，存在較大振動(dòng)的常見(jiàn)場(chǎng)合如下：
● 軌道交通：地鐵，高鐵，城際列車(chē)；
● 工程機械：機械手、爆破機械，激光機器等。
振動(dòng)環(huán)境中，常見(jiàn)電源模塊失效的形態(tài)
振動(dòng)環(huán)境中，有固定頻率，固定方向的擺幅振動(dòng)，器件在這樣的環(huán)境中應用可能存在疲勞損傷或是掉件，導致功能喪失。如圖1所示，單列直插的電源模塊在振動(dòng)環(huán)境比較惡劣的情況下應用，金屬引腳受到振動(dòng)的擺幅會(huì )大，在反復的擺動(dòng)下金屬引腳與焊點(diǎn)接觸點(diǎn)產(chǎn)生了金屬疲勞，引腳出現了折斷，產(chǎn)品功能失效。
還有一類(lèi)電源模塊外殼是單靠緊配合的卡扣組裝起來(lái)的，由于緊配合也會(huì )存在公差，上下外殼有輕微松動(dòng)的情況。這類(lèi)電源模塊在長(cháng)時(shí)間的振動(dòng)環(huán)境中應用，緊配合的上下外殼在長(cháng)時(shí)間的振動(dòng)磨損，卡扣會(huì )被磨掉，卡口會(huì )被磨大，最終會(huì )導致外殼脫落。
開(kāi)板式的電源，PCBA上的器件在振動(dòng)應用場(chǎng)合中有脫落的風(fēng)險。
圖1 振動(dòng)場(chǎng)合導致SIP產(chǎn)品的金屬引腳疲勞折斷圖
電源模塊振動(dòng)實(shí)驗的標準
目前電源模塊的振動(dòng)實(shí)驗標準是參照IEC 60068-2-6:2007 對應的國家標準是 GB/T 2423.10-2019《環(huán)境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Fc: 振動(dòng)(正弦)》，振動(dòng)實(shí)驗中涉及到幾個(gè)關(guān)鍵的實(shí)驗參數：振動(dòng)頻率范圍，振幅，加速度，掃描速率，振動(dòng)軸向。具體參數要求查閱振動(dòng)實(shí)驗標準，不再贅述。
有些行業(yè)有專(zhuān)門(mén)的振動(dòng)實(shí)驗標準，比如軌道交通行業(yè)標準IEC/EN61373車(chē)體1B級，振動(dòng)實(shí)驗要按行業(yè)標準。
選型與應用處理
從電源模塊在振動(dòng)場(chǎng)合應用過(guò)程中可能出現的失效形態(tài)，考慮電源模塊選型從封裝和外殼裝配方式等著(zhù)手。選擇DIP封裝和SMD封裝的會(huì )比SIP封裝的抗振動(dòng)好，DIP的雙列針腳固定，避免了引腳疲勞折斷的情況，SMD封裝的焊點(diǎn)與PCB結合牢固，不會(huì )脫落。
當然并不是在振動(dòng)應用場(chǎng)合不能選SIP封裝電源模塊，如果振動(dòng)條件不苛刻的話(huà)，SIP封裝的模塊一樣能夠選用，應用的時(shí)候需要做一些處理，比如給電源模塊點(diǎn)膠固定，如圖2所示，這樣可以比未做處理的電源模塊使用壽命更長(cháng)。
如選開(kāi)板式的電源，在振動(dòng)場(chǎng)合中應用，需要選已經(jīng)對容易脫落的器件進(jìn)行點(diǎn)膠固定的開(kāi)板式電源，才能夠延長(cháng)使用壽命。
致遠電子新推出的E_UHBKD-3W系列產(chǎn)品，E_UHBKD-3W是DIP封裝，由外殼加PCBA和灌封膠組裝而成，灌封膠起到了固定內部器件和外殼的作用，封裝尺寸14.00*14.00*10.00mm，具備較強的抗振動(dòng)能力，適用于各種具有振動(dòng)的場(chǎng)景。
圖2 SIP封裝電源模塊點(diǎn)膠固定圖
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