基于topswitch多路输出开关电源的性能分析与寿命预测

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1、分类号学号M201572027学校代码10487密级硕士学位论文基于TOPSwitch多路输出开关电源的性能分析与寿命预测学位申请人：张闯学科专业：集成电路工程指导教师：邹志革副教授答辩日期：2017.05.15万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringPerformanceanalysisandlifepredictionofmulti-outputswitchingpowersupplybased

2、onTOPSwitchCandidate:ZhangChuangMajor:IntegratedCircuitEngineeringSupervisor:Assoc.Prof.ZouZhigeHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2017万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已

3、在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论

4、文摘要基于TOPSwitch的多路输出开关电源因其结构简单、低功耗、效率高等优势广泛应用于军事、工业、通信、消费电子等领域的小功率系统中。作为核心其性能的优劣以及其寿命的长短将直接影响到系统能否正常的运行。因此，对其进行性能分析及寿命预测具有重要的意义。针对上述问题，本文从开关电源的原理和特性的角度进行分析，给出了其性能评价的指标、方法以及标准等。其中评价的方法包括功能、保护动作以及安全规格测试等。而对于可靠性的测试引申为对开关电源的寿命预测与评估。本文对开关电源的寿命预测从构成电源的元器件的角度出发，完成了对电解电容的结构、原理以及失效机理的分析

5、并找出导致其失效和寿命终止的关键因素—电应力和温度应力。基于此本文以阿仑纽斯（Arrhenius）理论为基础给出了综合考虑温度应力和电应力的预测模型。该预测模型利用基础寿命以及不同温度应力和电应力条件下所产生的不同影响系数评估出实际温度和电应力条件下的实际寿命。同时，本文还针对模型中的关键参数给出了测试的方法，并利用加速老化实验及实验数据分析完成了对模型的验证。本文通过对目标电源的实际测试并对所得数据进行分析。经分析，目标电源在满载情况下的效率略低于标准，而综合调整率及交叉调整率则远高于标准。而对于其他的指标如纹波、安全与保护功能等均在标准范围内。

6、另一方面，对于预测模型进行了验证，通过老化实验结果分析，预测模型的误差率为10.2%。因此考虑误差率的目标电源寿命（65°C）为101467h—112993h。通过上述的测试分析实现了对于开关电源的性能分析与综合评价。关键词：开关电源性能分析测试标准阿伦纽斯寿命预测I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractBecauseofitssimplestructure,lowpowerconsumptionandhighefficiency,themulti-outputswitchingpowersupplybasedonTOPSwitchhas

7、beenwidelyusedinmilitary,industrial,communications,consumerelectronicsandothersmallpowersystems.Asthecoreofthesystem,theperformanceofthesystemandthereliabilityofitslifedirectlyaffectthenormaloperationofthewholesystem.Therefore,ithasagreatsignificancetoanalyzetheperformanceandp

8、redictthelife.Inviewoftheaboveproblems,thispaperanalyzesthewo