تحليل قابليت اطمينان آرايش هاي مازاد متداول براي كليدهاي قدرت و ارائه ساختار مازاد جديد

Reliability Analyse of Three Family and a New Structural Redundancy in Power Switches

آرايش هاي كليدهاي قدرت به صورت موازي، سري و آماده به كار با هدف بهبود قابليت اطمينان در مبدل هاي الكترونيك قدرت به كار مي روند. افزايش قابليت اطمينان در كاربردهاي نظير مبدل هاي توان بالاي صنعتي، ماهواره ها، مبدل هاي واسط در حضور منابع توليد پراكنده به دلايل اقتصادي، عدم دسترسي و يا دسترسي سخت براي تعمير و نگه داري و همچنين دلايل جاني اهميت به خصوص دارد. به دليل اهميت قابليت اطمينان، در اين مقاله، مدل هاي قابليت اطمينان ساختارهاي موازي، سري و آماده به كار و همچنين ساختار جديد پيشنهادي با نگرشي جديد مورد مقايسه قرار گفته اند. توابع قابليت اطمينان و MTTF (متوسط زمان خطا) براي ساختارهاي مذكور به دست آمده است. در برخي موارد، ساختارهاي مازاد مورد مطالعه داراي نواحي مرزي با يكديگر هستند كه در كار حاضر اين نواحي مرزي تعيين گرديده است. نتايج تحليل هاي صورت گرفته مويد آن است كه در كاربردهاي توان بالا، ساختار سري و موازي به ترتيب براي موارد ولتاژ بالا و جريان بالا مناسب بوده و همچنين ساختار جديد مي تواند جايگزين ساختار آماده به كار شود.

Parallel، standby and series configurations are different types of power switch configuration that can be considered in semiconductor switches to improve the reliability of power electronic converters and theirs lifetime، especially in specific application such as high power industrial applications، satellites، power electronic interface for renewable energies and etc. In this paper، the reliability models of series traditional configuration and the new type are developed based on the Markov process. The mean time to failure (MTTF) of series and new configuration are derived. The reliability and MTTF of triple and new configuration are compared together. In some cases، some redundancy configurations have the same MTTF in a boundary condition. The analytical result illustrated that the new configuration is a suitable alternative instead of the standby configuration. The result showed the series and parallel configuration are suitable for high voltage and high current applications