Cinco razones principales por las que falla el suministro eléctrico en 2020

Introducción a las fallas en el suministro de energía:

Las fuentes de alimentación son la columna vertebral de todos los sistemas electrónicos. Cualquier obstrucción en el suministro significa que su sistema electrónico se paralizará. La falla de la fuente de alimentación puede ocurrir debido a una serie de razones. Sin embargo, hay algunas precauciones que puede tomar para evitar fallas en el suministro de energía y, por lo tanto, fallas en el sistema.

Los datos utilizados en el artículo se basan en estudios realizados por Excelsys y Power Clinic (que ha recopilado datos sobre fallas en el suministro de energía de más de 12 000 modelos enviados por más de 1600 compañías diferentes). También utiliza un estudio realizado por el Dr. Ray Ridley de Ridley Engineering basado en los aportes de su grupo de "Fuentes de alimentación" de LinkedIn. Este grupo alberga a más de 6.000 miembros. Estos datos se basan en todo tipo de sistemas electrónicos utilizados en los campos industrial, médico, militar y científico.

Causas más comunes de fallas en el suministro de energía:

La mayoría de las fallas de energía están innegablemente relacionadas con la temperatura. Encontrará muchos de ellos enumerados aquí. Una de las leyes fundamentales de la física establece que por cada 10 °C que eres capaz de mantener la temperatura de tu fuente de alimentación por debajo de los 40 °C, duplicas el tiempo medio entre fallos (MTBF). Del mismo modo, por cada 10 °C que aumenta la temperatura de la fuente de alimentación, el tiempo medio entre fallos (MTBF) se reduce a la mitad. MTBF (tiempo medio entre fallas) es la cantidad prevista de tiempo consumido entre fallas inherentes de un sistema electrónico o el tiempo medio aritmético entre fallas de un sistema.

Con el tiempo, hemos visto un aumento en el uso de chasis de plástico en comparación con el chasis de metal, lo que tiene un impacto en la capacidad térmica y electromagnética. Su objetivo debe ser corregir la gestión térmica alrededor de su sistema de suministro de energía.

• Condensadores

Casi todas las tecnologías de condensadores tienen algunos defectos si no se diseñan correctamente. Los capacitores pueden sobrecargarse fácilmente y son propensos a fallar. Los condensadores pueden fallar debido a una serie de razones y, por lo tanto, hacer que su fuente de alimentación falle. Esto puede incluir fugas, condensadores hinchados y explosiones o cortocircuitos, capacitancia reducida o aumento de la ESR en el circuito. El exceso de calor también provoca daños en los condensadores junto con el envejecimiento, daños por polaridad inversa, daños durante el montaje, etc.

Para evitar fallas debido a los capacitores, debe asegurarse de que su sistema de energía esté usando capacitores de alta calidad. Mantenga sus condensadores libres de sobrecalentamiento y observe las corrientes de ondulación para asegurarse de que no estén demasiado estresados.

• Componentes de potencia

Los componentes de conmutación de energía o MOSFET también son una parte importante de los sistemas de energía y, en ocasiones, pueden ser la causa de fallas. Un MOSFET (transistor de efecto de campo de semiconductor de óxido de metal) es un dispositivo de tres terminales con fuente, puerta y drenaje. Se utiliza para amplificar y conmutar señales electrónicas en un dispositivo electrónico.

El MOSFET de potencia es un dispositivo semiconductor de potencia muy utilizado especialmente para las fuentes de alimentación conmutadas de CC a CC. Pueden causar fallas si el calor no se elimina correctamente, si el sobrevoltaje del drenaje, la sobrecorriente del drenaje, el sobrevoltaje de la puerta o el diodo antiparalelo interno está sobrecargado. El enfoque debe ser el diseño adecuado y la reducción de los componentes y las pruebas para garantizar que su dispositivo no falle.

• SCI de control

Los circuitos integrados de control se pueden aplicar o utilizar incorrectamente con facilidad y, por lo tanto, afectar su fuente de alimentación. Esto puede deberse a un funcionamiento incorrecto del reloj o a un diseño incorrecto de la placa de circuito impreso que puede provocar ruidos u oscilaciones no deseados. Debe prestar la debida atención a la limitación de corriente, la activación de puerta, el espaciado, los modos de arranque suave y la medición de los bucles de control.

Si hay una falla en su IC, afectará directamente a los MOSFET, por lo tanto, es importante asegurarse de que su IC de control no falle.

• Causas ambientales

Esta es la causa más común de falla en el suministro de energía. Los problemas ambientales incluyen la entrada de humedad, sobretensiones y transitorios, sobretensiones y transitorios inducidos en la línea de alimentación, caída de rayos y cargas reactivas, como impulsores de motores regenerativos, carga de baterías, supercondensadores, etc.

Algunas de estas fallas debido a los efectos ambientales pueden evitarse mediante un diseño y pruebas adecuados o agregando extensiones de protección a sus sistemas.

• Aficionados

Esto no debería ser una sorpresa, los ventiladores se encuentran en la mayoría de los sistemas. Son la parte físicamente móvil incorporada en los sistemas de suministro de energía y en realidad son más propensos a fallas y fallas. Los ventiladores se utilizan para difundir el calor producido por un sistema para evitar el sobrecalentamiento. Los propios usuarios agregarán ventiladores a un sistema en caso de que el sistema no venga con ventiladores preinstalados. Sin embargo, incluso entonces, el problema no absuelve sino que cambia de una posición a otra. Otro problema es la producción de ventiladores sustitutos en la cadena de suministro. Debe asegurarse de que su sistema de suministro de energía esté libre de tales sustitutos deficientes.

Por otro lado, mantener un sistema sin ventilador tiene sus ventajas. Puede sellar un sistema sin ventilador de la humedad y el polvo. En el caso de la instalación de sistemas a la intemperie, se puede sellar de la humedad y la lluvia. Quitar el ventilador puede aumentar la confiabilidad de su sistema en un 25% y puede ayudarlo a evitar fallas. Trate de evitar un ventilador en sus sistemas de energía a menos que sea necesario. Excelsys ha lanzado un sistema de fuente de alimentación sin ventilador que ofrece 600 W de potencia de salida.

Conclusión:

Hay toneladas de otras causas de fallas en el suministro de energía, pero estas son las más frecuentes encontradas. Para evitar esto, debe asegurarse de que su sistema de suministro de energía reciba la debida atención desde la construcción y el diseño. Intente utilizar componentes legítimos que hayan sido probados con anterioridad o busque proveedores que ofrezcan garantía.