影響高頻開關(guān)電源系統(tǒng)可靠性的因素主要有電源模塊的可靠性,，高頻開關(guān)電源模塊的熱備份數(shù)量對可靠性的改善等,。由于電源系統(tǒng)的交直流配電使用的元、器件較少,，分析時(shí)可認(rèn)為其可靠度RP(t)=1,。

1高頻開關(guān)電源模塊的可靠性分析

高頻開關(guān)電源模塊可靠度為RS(t)=Ri(t)=

模塊的失效率為λs=λi

從以上公式可以看出，高頻開關(guān)電源模塊使用的元,、器件越多,，其可靠性越差。根據(jù)文獻(xiàn)[1]可計(jì)算出電源模塊的失效率λs,。

模塊的MTBF為MTBFS=Rs(t)dt=dt=

從提高電源模塊可靠性的角度看,，電源模塊使用的元、器件數(shù)量越少越好,，特別是失效率較高（如電解電容等）的元,、器件應(yīng)盡量少用。

2電源模塊不同熱備份數(shù)量的可靠性計(jì)算

一個(gè)電源系統(tǒng)有n個(gè)電源模塊,，這個(gè)電源系統(tǒng)按N＋k方式設(shè)計(jì)（n=N＋k,，N為保證正常供電必須的模塊數(shù)量，k為熱備份模塊數(shù)量,，n為模塊總數(shù)）,，這時(shí)可以計(jì)算熱備份模塊數(shù)量k對系統(tǒng)可靠性的影響。

2.1n個(gè)電源模塊系統(tǒng),，k=0,，N=n時(shí)，系統(tǒng)的MTBFN＋0

無熱備份模塊的可靠度為RN＋0(t)=RS(t)n,，其

MTBFN＋0為MTBFN＋0=RS(t)ndt=MTBF0

2.2n個(gè)電源模塊系統(tǒng),，k=1，N=n－1時(shí),，系統(tǒng)的MTBFN＋1

k=1時(shí),，系統(tǒng)可靠度為RN＋1(t)=RN＋0(t)＋n

RS(t)n－1[1－RS(t)]1，其MTBFN＋1為MTBFN＋1=RN＋1(t)dt=MTBF0

2.3n個(gè)電源模塊系統(tǒng),，k=2,，N=n－2時(shí)，系統(tǒng)的MTBFN＋2k=2時(shí),，系統(tǒng)可靠度為RN＋2(t)=RN＋1(t)＋RS(t)n－2[1－RS(t)]2,，其MTBFN＋2為MTBFN＋2=RN＋2(t)dt=MTBF0

圖1電源模塊不同熱備份數(shù)量對可靠性的影響曲線

2.4n個(gè)電源模塊系統(tǒng),，按N＋k方式設(shè)計(jì)。n=N＋k,，N為保證正常供電必須的模塊數(shù)量,，k為熱備份模塊數(shù)量，n為模塊總數(shù),，這時(shí),，系統(tǒng)的MTBFN＋k系統(tǒng)可靠度為RN＋k(t)=RN＋(k－1)(t)＋RS(t)n－k·[1－RS(t)]k，其MTBFN＋k為MTBFN＋k=RN＋k(t)dt=MTBF0

2.5n個(gè)電源模塊系統(tǒng),，k=n－1,，N=1時(shí),，系統(tǒng)的MTBFN＋(n－1)

k=n－1時(shí),，系統(tǒng)可靠度為RN＋(n－1)(t)=

1－[1－RS(t)]n，其MTBFN＋(n－1)為MTBFN＋(n－1)=RN＋(n－1)(t)dt=MTBF0

3電源模塊不同熱備份數(shù)量的可靠性分析

根據(jù)以上計(jì)算公式,，可求出n個(gè)電源模塊組成的系統(tǒng)中,，保證N個(gè)模塊正常運(yùn)行的可靠度RN＋k(t)。對于不同模塊數(shù)量n（3～10個(gè)）,，不同的熱備份數(shù)量k（0～9個(gè)）,，在電源配電系統(tǒng)其可靠度RP(t)=1的條件下，電源模塊不同熱備份數(shù)量對可靠性的影響曲線如圖1所示,。

4結(jié)語

通過以上對高頻開關(guān)電源可靠性指標(biāo)MTBF的分析計(jì)算,，可得出如下結(jié)論：

4.1電源模塊的可靠性與電源模塊的電路設(shè)計(jì)，生產(chǎn)工藝,，元,、器件質(zhì)量與數(shù)量等多種因素有關(guān)。從提高電源模塊可靠性的角度看,，電源模塊使用的元,、器件數(shù)量越少越好，特別是失效率較高（如電解電容等）的元,、器件應(yīng)盡量少用,。

42對于由n個(gè)模塊組成的高頻開關(guān)電源系統(tǒng)，電源系統(tǒng)按N＋k方式設(shè)計(jì),。n=N＋k,，N為保證正常供電必須的模塊數(shù)量，k為熱備份模塊數(shù)量,，n為模塊總數(shù),，這時(shí)，系統(tǒng)的MTBFN＋k為MTBFN＋k=RN＋k(t)dt=MTBF0

4.3對于由n個(gè)模塊組成的高頻開關(guān)電源系統(tǒng),，電源系統(tǒng)按N＋k方式設(shè)計(jì),。n=N＋k,，N為保證正常供電必須的模塊數(shù)量，k為熱備份模塊數(shù)量,，n為模塊總數(shù),。在模塊總數(shù)不變的情況下，保證正常供電必須的模塊數(shù)量N越少,，熱備份模塊數(shù)量k越多,，系統(tǒng)的MTBFN＋k越長。4.4對于由n個(gè)模塊組成的高頻開關(guān)電源系統(tǒng),，在模塊總數(shù)n不變的情況下,，熱備份模塊數(shù)量為k的系統(tǒng)較熱備份模塊數(shù)量為k－1的系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間長MTBF0。

4.5對于高頻開關(guān)電源系統(tǒng),，系統(tǒng)可靠性按N＋k熱備份方式設(shè)計(jì),，k為熱備份模塊數(shù)量，其數(shù)值的多少與電源系統(tǒng)可維修時(shí)間,、電網(wǎng)的供電質(zhì)量,、電源負(fù)荷的重要程度等因素有關(guān)。對用戶而言,，如果可以保證電源系統(tǒng)的維修時(shí)間小于蓄電池的帶載放電時(shí)間,，這時(shí)采用N＋1方式，一般可以保證電源系統(tǒng)的正常供電,。否則應(yīng)考慮增加熱備份模塊的數(shù)量,。