振動場合的電源模塊該如何選型？

在不同的應用環境，該如何進行電源模塊的應用選型？選擇合適電源模塊可以延長模塊的使用壽命，本文主要是介紹在振動場合電源模塊可能出現的一些失效形態和如何選用可靠的電源模塊。

常見存在振動的應用環境

在現實應用中，很多應用環境是存在振動情況的，需要考慮電源模塊的選型，存在較大振動的常見場合如下：

●   軌道交通：地鐵，高鐵，城際列車；

●   工程機械：機械手、爆破機械，激光機器等。

振動環境中，常見電源模塊失效的形態

振動環境中，有固定頻率，固定方向的擺幅振動，器件在這樣的環境中應用可能存在疲勞損傷或是掉件，導致功能喪失。如圖1所示，單列直插的電源模塊在振動環境比較惡劣的情況下應用，金屬引腳受到振動的擺幅會大，在反復的擺動下金屬引腳與焊點接觸點產生了金屬疲勞，引腳出現了折斷，產品功能失效。

還有一類電源模塊外殼是單靠緊配合的卡扣組裝起來的，由于緊配合也會存在公差，上下外殼有輕微松動的情況。這類電源模塊在長時間的振動環境中應用，緊配合的上下外殼在長時間的振動磨損，卡扣會被磨掉，卡口會被磨大，最終會導致外殼脫落。

開板式的電源，PCBA上的器件在振動應用場合中有脫落的風險。

圖1 振動場合導致SIP產品的金屬引腳疲勞折斷圖

電源模塊振動實驗的標準

目前電源模塊的振動實驗標準是參照IEC 60068-2-6:2007 對應的國家標準是 GB/T 2423.10-2019《環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Fc: 振動(正弦)》，振動實驗中涉及到幾個關鍵的實驗參數：振動頻率范圍，振幅，加速度，掃描速率，振動軸向。具體參數要求查閱振動實驗標準，不再贅述。

有些行業有專門的振動實驗標準，比如軌道交通行業標準IEC/EN61373車體1B級，振動實驗要按行業標準。

選型與應用處理

從電源模塊在振動場合應用過程中可能出現的失效形態，考慮電源模塊選型從封裝和外殼裝配方式等著手。選擇DIP封裝和SMD封裝的會比SIP封裝的抗振動好，DIP的雙列針腳固定，避免了引腳疲勞折斷的情況，SMD封裝的焊點與PCB結合牢固，不會脫落。

當然并不是在振動應用場合不能選SIP封裝電源模塊，如果振動條件不苛刻的話，SIP封裝的模塊一樣能夠選用，應用的時候需要做一些處理，比如給電源模塊點膠固定，如圖2所示，這樣可以比未做處理的電源模塊使用壽命更長。

如選開板式的電源，在振動場合中應用，需要選已經對容易脫落的器件進行點膠固定的開板式電源，才能夠延長使用壽命。

致遠電子新推出的E_UHBKD-3W系列產品，E_UHBKD-3W是DIP封裝，由外殼加PCBA和灌封膠組裝而成，灌封膠起到了固定內部器件和外殼的作用，封裝尺寸14.00*14.00*10.00mm，具備較強的抗振動能力，適用于各種具有振動的場景。

圖2 SIP封裝電源模塊點膠固定圖