Tikroji pramonės atvejo analizė, paaiškinanti, kodėl maitinimo plokštės sugenda dėl laikinos perdidelės srovės ir kaip realaus laiko srovės stebėjimas neleidžia kartotinio žalos.
I. Projekto fonas: pramoninėje automatizavimo įrangoje naudojama nuolatinės srovės / kintamosios srovės (DC/DC) energijos plokštė
Šiame projekte naudojama DC/DC energijos plokštė, įmontuota į pramoninės automatizavimo valdymo sistemą, kuri 24 V pramoninę maitinimo įtampą konvertuoja į 5 V ir 3,3 V įtampų lygius mikrovaldikliui (MCU), ryšio moduliams ir jutiklių sąsajoms.
Įranga veikia 24 valandas per parą lauke, o apkrova dažnai kinta priklausomai nuo eksploatacijos sąlygų.
II. Lauko simptomai: atsitiktiniai plokščių gedimai, kuriuos sunku pakartoti
Po 1–3 savaičių lauko eksploatacijos kai kurie vienetai pradėjo patirti energijos plokščių gedimus, įskaitant:
Perkaistamus ir pažeistus įėjimo pusės MOSFET tranzistorius
Vietines spaudytinės plokštės (PCB) degimo žymes
Prieš gedimą sistemoje nebuvo jokių įspėjimų ar užfiksuotų gedimų
Defektai pasitaikė atsitiktinai įvairiuose vienetuose, todėl juos buvo sunku atkurti trumpuose laboratorijos bandymuose.
III. Pradinis trikčių šalinimas ir neteisinga įvertinimo
Pradžioje inžinerijos komanda sutelkė dėmesį į maitinimo komponentų naudingumo rodiklius ir bandė:
Naudoti aukštesnio naudingumo MOSFET'us
Gerinti šilumos šalinimą
Reguliuoti DC/DC perjungimo dažnį
Tačiau šie pakeitimai padidino sąnaudas, bet nepašalino defektų.
IV. Šakninės priežasties analizė: sistema nebuvo jautri laikinoms perdidėjusioms srovėms
Po tolesnės vietos duomenų analizės tikroji problemos priežastis pamažu išsiskleidė:
Keli moduliai įsijungdavo vienu metu įjungus maitinimą arba atstatant sistemą.
Krovinys greitai pasikeitė trumpuoju laikotarpiu.
Vietos pramoninė elektros energijos tiekimo sistema patyrė laikinas svyravimus.
Šie veiksniai kartu sukėlė pakartotinius trumpalaikius perdidelio srovės šuolius į maitinimo įrenginius.
Kadangi sistema remdavosi tik saugikliais ir peršilimo apsauga:
Laikinos perdidelės srovės apsauga nebuvo aktyvuota.
MCU negalėjo užfiksuoti netipinės situacijos.
Problema pasireiškė tik kaip plokštės nudegimas po ilgo laikotarpio kaupimosi.
V. Praktinis sprendimas: realaus laiko srovės stebėjimo pridėjimas
Vietoje komponentų perdydžiavimo galutinis sprendimas pridėjo aukštosios pusės srovės stebėjimą DC/DC išvesties kelyje, leisdamas:
Realaus laiko srovės ir galios matavimą
Netinkamų paleidimo srovių aptikimas
Valdoma maitinimo sekos arba srovės apribojimas
Tai perkėlė sistemą iš pasyvaus ištvermės režimo į aktyvų apsaugos režimą.
VI. Rezultatai: Žymus patikimumo pagerėjimas
Po įdiegimo ir masinės gamybos:
Daugiau nebuvo pranešta apie maitinimo plokščių gedimus
Maitinimo komponentų temperatūros žymiai sumažėjo
Sistema išlaikė ilgalaikį lauko patvirtinimą
Svarbiausia, maitinimo elgsena tapo matoma ir valdoma.
VII. Praktiniai inžinierių ir pirkėjų išvados
Pramonės įrangoje maitinimo plokštės perdegimas dažnai nėra vieno komponento problema, o sistemų trūkumo realaus laiko srovės stebėjimo galimybės rezultatas.
Projektams, susijusiems su:
Pramones energijos tiekimo sistemos
Įranga, veikianti ilgą laiką
Projektai, kuriuose keliami aukšti patikimumo reikalavimai
Srovės stebėjimo įvedimas daugiau nebepriskiriamas „neprivalomai optimizacijai“, o tampa būtina pagrindinio projekto dalimi.
EN
