海拔高度对产品可靠性影响

yangxiupei

今年电源很多安规要求新申请，以前很多电源都是一般标称3000m海拔的，目前只能写为2000m，另外一个等级就是海拔5000m--但是需要重新申请安规。请问一下海拔对产品可靠性主要影响在哪些方面？可以做哪些试验进行测试确认？请各位大侠支招。
我自己理解海拔高主要会是大气压较低和宇宙射线方面
海拔
⑴空气密度减小引起热传递效率降低，对于空气冷却的部件散热降低；
⑵空气减少降低绝缘介质强度，使装置容易放电，致使通常的绝缘距离变得不足；
宇宙射线
⑴主要是导致存储器存储单元异常翻转

yanghe98

海拔超过4000米，大气密度会显著降低，首先会导致散热变差，产品的温升比标准环境条件下明显升高，会带来一系列与温升有关的问题，如性能下降，工作不稳定，有可能导致安规方面的温升测试不通过等等；
其次，低气压环境下，密封产品内外部会形成压差，产品外壳将承受内部的压力，可能导致外壳变形、密封件破裂；
第三，海拔升高，大气压降低，空气变的稀薄，在电场较强的电极附近容易产生电晕现象，甚至发生空气间隙击穿。

admin

海拔高度对温升的影响

本文来源ElectronicsCoolingMagazineVol.5,No.3，翻译bylelele

海拔高度对温升的影响
很多公司在电子设备产品的设计时，都要求设备能在高海拔下稳定工作。通常“高海拔”指的是海拔1500m(约5000英尺)或3000m(10000英尺)的高度。对于设计和质量控制来说，预测产品在高海拔下运行时的温升是非常重要的。有许多方法可以用于修正海拔高度对于温升的影响，而其中的许多方法都为了简化计算过程而牺牲了精度。尽管许多公司确实使用了有依据的修正方式，然而其他很多公司不必要使用这样的复杂公式。
如今电子设备的结构很复杂。电路板上安装着不同的电子元件，这些电子元件使得流经电路板的空气有着复杂的流场，如回流，死区和其他热源引起的热尾流。如果不考虑这些造成分析的困难，所有表面温度的计算和海平面的测量数据都可以使用本文中的推荐方法外推到任何海拔高度（作者吹牛啦，超过海拔6000米就不好这样修正了，当然，提供的数据也截止到6000m，即20000英尺）

高度修正
以海平面为条件测量或者计算得到的空气冷却的表面温度能够使用系数进行修正得到高海拔条件下的结果。这种方式适用于任何依赖空气对流散热的表面，如壳温，电路板的温度和散热片的温度，甚至在不知道准确的耗散功率的情况下也能使用这种方法。并且在一个强迫风冷系统中的空气温升也可以使用这种方法估算。
高度修正系数表达了特定的高度下对流环境的影响。这种方法首先是参考文献1所提出的。电子设备的对流环境包括：轴流/离心风扇冷却系统，有通风孔的机箱中的或是直接暴露在外以自然对流冷却的电子元件。


海拔高度对散热的影响
随着海拔高度的增大，空气的密度逐渐降低，而对流换热能力和设备的整体热容量也不断的减少，因此。所有依赖于自然对流和强迫风冷散热的设备在高海拔的情况下需要用更多的空气流量来保持与海平面下同样的温升。因此，如果知道了空气密度的变化就可以通过对流换热方程来推导出温升的增加量。

温升修正系数的来源
表1中的温升修正系数和使用对流换热方程所推导出的结果一样准确，但是精度却远不如使用CFD模拟或是在高海拔下实际测量所得到的结果。然而在缺乏相应的仿真手段和测量资源的时候，这是一种非常简便并且有理论依据的方法。
强迫风冷系统中空气的温升取决于能量守恒关系。由于空气的比热和速度变化随着海拔高度的改变很小，而空气的温升与密度则成反比。因此，空气或者低能耗的器件的温升修正系数可以简化为空气在高海拔和海平面时的密度比的问题。
而高能耗器件的温升还由耗散功率的大小所决定。在这种情况下，对流传热系数可以通过雷诺数和普朗特数来表达。由于普朗特数是一个相关的量，，而包含着密度变化的雷诺数则反映在ca热阻的变化量上，并通过工作温度的升高表现出来。
自然对流冷却系统中的对流换热系数则通过格拉晓夫数和普朗特数表示。这种情况下，包含温度和密度变化的格拉晓夫数也反映在ca热阻的变化量上，并通过工作温度的升高表现出来。
恒定温度下空气密度的变化比率关系可以从文献2中找到。而常规的对流换热传热关系则可以从文献3中找到。

详细看热设计网的原文--海拔高度对温升的影响。

Xyberry

对温度的影响看了下介绍，感觉比较繁琐，最近在申请个海拔高度变更案子，确实针对如楼主所说的几个方面做了测试，其中温度项目还真忽略了，那温度这个项目如何来验证呢？

carlos001

学习中。。。

yangxiupei

admin发表于2012-8-2716:28
海拔高度对温升的影响

本文来源ElectronicsCoolingMagazineVol.5,No.3，翻译bylelele

多谢版主回复。。。
也查询了相关资料，针对高海拔地区（4500m以上）主要环境特点：平均气压低580MPa（唐古拉山口，544MPa），年平均气温-3~6摄氏度，极端气温-30~-35摄氏度，日照时间长，强度大，昼夜温差大。绝对湿度低等。----参考JB/Z0103-11
海拔对温升的影响我的理解---考虑到海拔高气温低，设备整体温升应该不会有太大影响，海拔局部过热问题需要考虑。
不知目前业界有没有针对性的可靠性试验进行验证这些问题？

yangxiupei

Xyberry发表于2012-8-2808:38
对温度的影响看了下介绍，感觉比较繁琐，最近在申请个海拔高度变更案子，确实针对如楼主所说的几个方面做了...

具体的试验项目是做的哪些？安规认证实验室？

闲情

听说电解电容高海拔容易爆？

闲情

不知是气压低的问题，还是散热差的问题。也许兼而有之？

kemi

闲情发表于2012-8-2811:46
不知是气压低的问题，还是散热差的问题。也许兼而有之？

主要是铝电解电容，在机载电子设备上是禁用铝电解电容的.