关于开关电源失效的原因

时间：2021-06-08

现在随着对于芯片的使用环境要求的愈加地苛刻，它在产品的生命周期中也面临着很大的挑战，但是在随着制造尺寸的变小以及采取了新的封装技术的时候，就又会产生一个新的影响，这也就直接地导致了开关电源器件的性能研发的失败。
随着科学技术的日渐发展，尤其是电子技术快速的更新换代，对于开关电源等电子设备所用的元器件的质量要求也是越来越高，而半导体器件的广泛使用，它的寿命经过了性能退化，较终导致了失效。
在现在有很大一部分的开关电源电子元器件在较端温度以及恶劣的环境下进行工作，造成不能进行正常的工作，也有很大的一部分开关电源元器件在研发的时候就已经止步于实验室以及晶圆厂里面。除去人为使用的不当、浪涌以及静电击穿等等，这些都是导致了半导体器件的寿命缩短的原因，除此之外，有一些运行正常的器件也会受到损害，并且出现元器件退化。
开关电源半导体元器件的失效原因不可胜数，当然主要是存在于几个方面：
开关电源元器件的设计
在先进的特征尺寸节点上，芯片老化是一个日益严重的问题，但是直到目前为止，大多数的设计团队都没有这个必要去处理它。在随着新的可靠性的要求在开关电源等市场的提出之后，这些需要对影响老化的因素进行一个全面的分析，这将会发生重大的变化。
人们通常都知道开关电源半导体器件会随着时间的推移逐渐老化，但是对于老化机制或者是导致了芯片失效的制约因素却是毫不知情。除此之外，我们根据应用的不同，可以对开关电源器件的较短寿命有一个确定的要求。
对于消费类设备可能是2年或者是3年，对于电信设备则可能会长达10年。鉴于老化的过程复杂并且一般来说是难以完全进行预测，在如今有许多的芯片设计经常会采用冗余设计的方法，以此来保证足够的余量来满足可靠寿命工作的要求。
“ 我们以运算放大器为例子，它是很多东西的一个基础。开关电源运算放大器它必须要正确的偏置，并且必须在经过驱动的开关电源电压当中留有一些余量。然后还必须保证留下足够的余量，这样子随着时间的推移，运算放大器的老化就会保持在开关电源晶体管的饱和区域之内。开关电源晶体管的过驱动余量正在缩小，因为7nm的电源电压是750mV，而阈值约350mV，所以几乎没有任何的空间来保留一个较大的余量。随着开关电源老化以及阈值电压可以偏移到多达50mV。如果开关电源运算放大器的偏置电路偏移了50mV，那么它可能会从饱和区域变成线性区域或者是开关电源三极管区，而开关电源晶体管则会变成电阻器而且不再具有增益。运算放大器它的功能是提供增益，在那时开关电源电路就会变得毫无用处。”
老化以及可靠性是模拟设计师需要面临的一个挑战。今天的设计可能不会在明天运行，因为这些设计可能会发生降级，我们目前较重要的是必须要保证满足了市场所有老化以及可靠性的要求。

词条
词条说明
关于开关电源的电阻及电容相关
一、开关电源电阻（1）进料包装应该要完好无破损，标识清晰；（2）开关电源色环颜色清晰，易于识别。色环颜色和标称电阻值一致。销未氧化或者是发黑。号码标记正确。（3）表面不可以有油、水等污物。可以接受由运输材料所引起的并且可以被空气吹走的灰尘。（4）用万用表来测量电阻。（5）开关电源电阻引脚用30W或者是40W电烙铁镀锡，焊料应该可以完全的包住引脚为合格。（6）开关电源电阻值和色环的标记一
简述开关电源电磁干扰的产生原理及控制技术（四）
杂散参数影响耦合通道的特性在传导干扰频段，大多数的开关电源干扰的耦合通道是可以通过电路网络来描述的。但是，开关电源当中的任何一个实际元器件，比如电阻、电容、电感甚至是开关管、二极管中都包含有杂散参数，而且研究的频带愈宽，等值电路的阶次就会愈高。所以，包括了各个元器件杂散参数以及元器件之间的耦合在内的开关电源的等效电路要复杂很多。在高频的时候，杂散参数对于耦合通道的特性影响非常大，分布电容的存在成
关于开关电源假负载
现在的开关电源发展的越来越成熟，开关电源它是通过开关管的导通时间来控制输出电压大小以及稳定的输出，你也可以理解成类似于PWM调节电压大小是一样的道理，高低占空比的大小是决定着电压的大小，但是我们经常会发现有时候开关电源的电压会比较高，特别是在空载的时候，但是在输出并联一个电阻之后电压就立即拉下来，达到稳定值，其实这个电阻是类似于负载的作用，它可以让电压输出比较稳定，有时候我们经常会称之为“假负载”
负载短路的开关电源讲解
负载短路它是开关电源中的一种比较常见的故障，而这个时候开关电源输出电压降低，负载开路或者是空载的时候输出电压升高。为了去区分是供电部分还是负载电路有故障，维修当中一般是采取假负载取代法。关于假负载的选择，一般是选择40W或者是60W灯泡来作为假负载，它的优点是直观且方便，根据灯泡是否发光以及灯光的亮度，我们可以知道电源也没有有电压输出与输出电压大小。但是，它的缺点也是很明显的。用灯泡来作为假负载