濾波電容板之可靠度分析與設計改良

Reliability Analysis and Design Improvement of Filter Capacitor Boards

李承鴻(Chen-Hung Li)

指導教授 ： 吳文方

國立臺灣大學/工學院/機械工程學研究所/碩士(2018年)

https://doi.org/10.6342/NTU201801081

摘要

任何牽涉到交、直流電轉換以及電源供應之電子設備皆與濾波電路相關，現今的濾波電路通常是由數個鋁電解電容器所組成的濾波電容板。本研究針對此種濾波電容板提出一套壽命分佈與可靠度分析流程，並藉該流程，針對一濾波電路既有配置提出設計改良。本研究首先以有限元素分析方法，獲得一濾波電容板上鋁電解電容器之核心溫度，據以評估電容器之元件壽命；而後，考慮鋁電解電容器壽命評估模型之參數不確定性，以蒙地卡羅模擬同一操作環境下之元件壽命分布。本研究後半段以元件壽命分佈以及k-out-of-n redundancy之可靠度模型，分析、評估濾波電容板之壽命分佈與可靠度。最後以可靠度為依據，比較不同設計濾波電路板之優劣。本研究結果顯示，所提出的分析評估流程能簡單且有效評比各種濾波電路配置。特別的，本研究發現濾波電容板的平均失效時間較電容器元件短，但前者壽命分佈較後者壽命分佈集中。本研究結果可以提供與濾波電路相關廠商參考。

關鍵字

濾波電容板 ； 鋁電解電容器 ； 不確定性 ； 壽命分佈 ； k-out-of-n redundancy系統 ； 可靠度

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無資料

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filter capacitor board ； aluminum electrolytic capacitor ； uncertainty ； lifetime distribution ； k-out-of-n redundancy ； reliability

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