haku: @keyword electronics / yhteensä: 17
viite: 6 / 17
| Tekijä: | Peltonen, Lauri |
| Työn nimi: | Taajuusmuuttajan luotettavuussuunnittelu laajalle lämpötila-alueelle |
| Reliability design of frequency converter for high temperature operation | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2011 |
| Sivut: | [10] + 67 Kieli: fin |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Elektroniikan laitos |
| Oppiaine: | Elektroniikan valmistustekniikka (S-113) |
| Valvoja: | Paulasto-Kröckel, Mervi |
| Ohjaaja: | Toikka, Ismo ; Vuorinen, Vesa |
| Elektroninen julkaisu: | http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201207022681 |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 1282 | Arkisto |
| Avainsanat: | electronics temperature reliability elektroniikka lämpötila luotettavuus |
| Tiivistelmä (fin): | Taajuusmuuttajien uudet, tavallista rankemmat, käyttöympäristöt tuovat mukanaan haasteita elektroniikan toiminnallisuuden ja kestävyyden suhteen. Erityisesti entistä laajemmat toimintalämpötilat sekä lämpötilan vaihteluvälit vaikuttavat suuresti taajuusmuuttajan luotettavuuteen. Tässä diplomityössä perehdyttiin erään taajuusmuuttajan ohjauspiirikortin luotettavuuden tarkasteluun ja kasvattamiseen tavallista laajemmalla lämpötila-alueella. Työssä otettiin kantaa sekä kortin komponenttivalintoihin että piiriratkaisuihin, joilla on vaikutusta sekä toimintaan että kestävyyteen. Työssä tarkasteltiin piirikortin komponenttien osalta lämpötilan vaikutus niiden oleellisiin parametreihin sekä toiminnallisuuteen. Lisäksi työssä analysoitiin taajuusmuuttajan piirikortti ja etsittiin ongelmalliset komponentit ja piiriratkaisut sekä ehdotettiin muutoksia, joiden avulla laajempi toimintalämpötila-alue voitaisiin saavuttaa. Tavallista matalampi lämpötila ei osoittautunut ongelmalliseksi, mutta korkeamman havaittiin vaativan huomioonottamista suunnittelussa. Komponenteista kondensaattorit sekä ferriittisydämiset kelat ja muuntajat osoittautuivat haastaviksi. Niiden parametrien muuttuminen lämpötilan suhteen on usein suurta, ja varsinkin kondensaattorien elinikä korotetussa lämpötilassa jää lyhyeksi. Puolijohdekomponenteilla oleellista on vuotovirran kasvu, joka tulee ottaa huomioon varsinkin suuri-impedanssisissa piireissä, sekä toiminnan hidastuminen joka vaikuttaa nopeisiin yhteyksiin. Pieniä jännitteitä käytettäessä kynnysjännitteiden muutokset saattavat aiheuttaa virheellisiä tilamuutoksia. Kestävyyden kannalta lämpötilan vaihtelut aiheuttavat komponenttien vikaantumista varsinkin juotosliitoksista. Jalalliset ja pienet komponentit, joiden lämpölaajenemiskerroin vastaa piirilevyn kerrointa kestävät lämpötilan muutoksia oletettavasti parhaiten. Muita vikamekanismeja voidaan hidastaa ylimitoittamalla komponentteja virran ja jännitteen suhteen, jolloin myös häviötehon aiheuttama kuumeneminen vähenee. |
| Tiivistelmä (eng): | The reliability of electronics is increasingly important when frequency converters are used in harsh environments. Especially elevated temperature and larger temperature cycles affect greatly the reliability of electronics. In this thesis, the functionality of a frequency converter's circuit board assembly in a larger temperature range is analyzed. Thesis presents factors to be taken into account when selecting electronic components and circuits to increase the functionality and reliability of the circuit board assembly. Temperature-dependent parameters of the board's components are described and the components and circuits having the greatest risk of malfunctioning are presented. Then replacement components and circuits that would make the board perform better at larger temperature range are suggested. Low temperature was not found to affect the functionality, but elevated temperature must be taken into account in the design. Capacitors and inductors with ferrite core appear to be challenging. Their parameters vary greatly with temperature, and especially the lifetime of capacitors in elevated temperature is short. The leakage current is the crucial parameter of semiconductors, which must be taken into account especially in high impedance circuits. Other effects include the increase of delays which affects high speed circuits and variation of threshold voltages, which may cause incorrect state transitions in low voltage applications. Solder connections are prominent breaking points with relation to temperature cycles. Small, leaded components which have the same coefficient of thermal expansion as the circuit board endure temperature cycles well. Other thermally accelerated failure mechanisms can be mitigated by derating the components with relation to voltage and current, which also decreases self-heating. |
| ED: | 2011-09-08 |
INSSI tietueen numero: 42722
+ lisää koriin
INSSI