Die 5 häufigsten Gründe für Stromausfälle im Jahr 2020

Einführung in Stromversorgungsausfälle :

Netzteile sind das Rückgrat aller elektronischen Systeme. Jede Behinderung der Versorgung bedeutet einen Stillstand Ihrer elektronischen Anlage. Ein Stromausfall kann aus verschiedenen Gründen auftreten. Dennoch gibt es einige Vorsichtsmaßnahmen, die Sie treffen können, um Stromausfälle und damit Systemausfälle zu vermeiden.

Die in diesem Artikel verwendeten Daten basieren auf Studien, die von Excelsys und Power Clinic durchgeführt wurden (die Daten zu Stromversorgungsausfällen von über 12.000 Modellen gesammelt haben, die von über 1600 verschiedenen Unternehmen eingesandt wurden). Es stützt sich auch auf eine Studie von Dr. Ray Ridley von Ridley Engineering, die auf Beiträgen seiner LinkedIn-Gruppe „Power Supplies“ basiert. Diese Gruppe beherbergt über 6.000 Mitglieder. Diese Daten basieren auf allen Arten von elektronischen Systemen, die in industriellen, medizinischen, militärischen und wissenschaftlichen Bereichen verwendet werden.

Häufigste Ursachen für Stromausfall:

Die meisten Stromausfälle hängen unbestreitbar mit der Temperatur zusammen. Viele davon finden Sie hier aufgelistet. Eines der grundlegenden Gesetze der Physik besagt, dass Sie für jede 10 °C, die Sie in der Lage sind, die Temperatur Ihres Netzteils unter 40 °C zu halten, die Mean Time Between Failures (MTBF) verdoppeln. In ähnlicher Weise verringert sich die mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen (MTBF) für jeweils 10 °C, die die Temperatur Ihres Netzteils erhöht, auf die Hälfte. MTBF (mittlere Zeit zwischen Ausfällen) ist die vorhergesagte Menge an Zeit, die zwischen inhärenten Ausfällen eines elektronischen Systems verbraucht wird, oder die arithmetische mittlere Zeit zwischen Ausfällen eines Systems.

Im Laufe der Zeit haben wir eine zunehmende Verwendung von Kunststoffgehäusen im Vergleich zu Metallgehäusen festgestellt, was sich sowohl auf die Thermik als auch auf die elektromagnetische Leistungsfähigkeit auswirkt. Ihr Ziel sollte es sein, das Wärmemanagement rund um Ihr Stromversorgungssystem zu korrigieren.

• Kondensatoren

Fast alle Kondensatortechnologien haben einige Mängel, wenn sie nicht richtig konstruiert sind. Kondensatoren können leicht überlastet werden und sind störanfällig. Kondensatoren können aus einer Reihe von Gründen ausfallen und somit zum Ausfall Ihrer Stromversorgung führen. Dies kann Leckagen, aufgeblähte Kondensatoren und Explosionen oder Kurzschlüsse, reduzierte Kapazität oder erhöhten ESR im Schaltkreis umfassen. Übermäßige Hitze verursacht auch Kondensatorschäden zusammen mit Alterung, Verpolungsschäden, Schäden während der Montage usw.

Um Ausfälle aufgrund von Kondensatoren zu vermeiden, müssen Sie sicherstellen, dass Ihr Stromversorgungssystem hochwertige Kondensatoren verwendet. Halten Sie Ihre Kondensatoren frei von Überhitzung und beobachten Sie Ripple-Ströme, um sicherzustellen, dass sie nicht überlastet werden.

• Leistungskomponenten

Leistungsschaltkomponenten oder MOSFETs sind ebenfalls ein wichtiger Bestandteil von Stromversorgungssystemen und können manchmal die Ursache für Ausfälle sein. Ein MOSFET (Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistor) ist ein Gerät mit drei Anschlüssen mit Source, Gate und Drain. Es wird zum Verstärken und Schalten von elektronischen Signalen in einem elektronischen Gerät verwendet.

Der Leistungs-MOSFET ist ein sehr häufig verwendetes Leistungshalbleiterbauelement, das insbesondere für DC-zu-DC-Schaltnetzteile verwendet wird. Sie können zu Ausfällen führen, wenn die Wärme nicht richtig abgeführt wird, wenn die Drain-Überspannung, der Drain-Überstrom, die Gate-Überspannung oder die interne antiparallele Diode überlastet werden. Der Schwerpunkt sollte auf dem richtigen Design und der Leistungsminderung von Komponenten und Tests liegen, um sicherzustellen, dass Ihr Gerät nicht ausfällt.

• ICS kontrollieren

Steuer-ICs können leicht falsch angebracht oder missbraucht werden und so Ihre Stromversorgung beeinträchtigen. Dies kann auf einen falschen Taktbetrieb oder ein falsches PCB-Layout zurückzuführen sein, die unerwünschtes Rauschen oder Oszillationen verursachen können. Sie müssen Strombegrenzung, Gate-Ansteuerung, Abstand, Soft-Start-Modi und das Messen der Regelkreise gebührend berücksichtigen.

Wenn Ihr IC einen Fehler aufweist, wirkt sich dies direkt auf die MOSFETs aus, daher ist es wichtig sicherzustellen, dass Ihr Steuer-IC nicht ausfällt.

• Umweltbedingte Ursachen

Dies ist die häufigste Ursache für einen Stromausfall. Zu den Umweltproblemen gehören das Eindringen von Feuchtigkeit, Überspannungen und Transienten, induzierte Überspannungen und Transienten in Stromleitungen, Blitzeinschläge und reaktive Lasten wie regenerative Motorantriebe, Batterieladung, Supercaps usw.

Einige dieser Ausfälle aufgrund von Umwelteinflüssen können durch ordnungsgemäßes Design und Tests oder durch Hinzufügen von Schutzerweiterungen zu Ihren Systemen vermieden werden.

• Fans

Das sollte nicht überraschen, Lüfter sind in den meisten Systemen zu finden. Sie sind der physisch bewegliche Teil in Stromversorgungssystemen und tatsächlich anfälliger für Störungen und Ausfälle. Lüfter werden verwendet, um die von einem System erzeugte Wärme zu verteilen, um eine Überhitzung zu vermeiden. Benutzer fügen selbst Lüfter zu einem System hinzu, falls das System nicht mit vorinstallierten Lüftern geliefert wird. Aber selbst dann löst sich das Thema nicht auf, sondern verschiebt sich von einer Position zur anderen. Ein weiteres Problem ist die Produktion von Ersatzventilatoren in der Lieferkette. Sie müssen sicherstellen, dass Ihr bereitgestelltes Stromversorgungssystem frei von solchen minderwertigen Ersatzstoffen ist.

Andererseits hat es seine Vorteile, ein lüfterloses System beizubehalten. Sie können ein lüfterloses System vor Feuchtigkeit und Staub abdichten. Bei der Installation von Anlagen im Freien können Sie diese gegen Feuchtigkeit und Regen abdichten. Das Entfernen des Lüfters kann die Zuverlässigkeit Ihres Systems um 25 % erhöhen und Ihnen helfen, Ausfälle zu vermeiden. Versuchen Sie, einen Lüfter in Ihren Stromversorgungssystemen zu vermeiden, es sei denn, es ist notwendig. Excelsys hat tatsächlich ein lüfterloses Stromversorgungssystem herausgebracht, das 600 W Ausgangsleistung bietet.

Schlussfolgerung:

Es gibt unzählige andere Ursachen für Stromausfälle, aber dies sind die am weitesten verbreiteten. Um dies zu vermeiden, müssen Sie sicherstellen, dass Ihrem Stromversorgungssystem bereits bei Konstruktion und Design die gebührende Aufmerksamkeit geschenkt wird. Versuchen Sie, legitime Komponenten zu verwenden, die zuvor getestet wurden, oder suchen Sie nach Lieferanten, die eine Garantie anbieten.