电源模块N＋k工作方式对电源系统可靠性的影响

影响高频开关电源系统可靠性的因素主要有电源模块的可靠性，高频开关电源模块的热备份数量对可靠性的改善等。由于电源系统的交直流配电使用的元、器件较少，分析时可认为其可靠度RP(t)=1。

1高频开关电源模块的可靠性分析

高频开关电源模块可靠度为RS(t)=Ri(t)=

模块的失效率为λs=λi

从以上公式可以看出，高频开关电源模块使用的元、器件越多，其可靠性越差。根据文献[1]可计算出电源模块的失效率λs。

模块的MTBF为MTBFS=Rs(t)dt=dt=

从提高电源模块可靠性的角度看，电源模块使用的元、器件数量越少越好，特别是失效率较高（如电解电容等）的元、器件应尽量少用。

2电源模块不同热备份数量的可靠性计算

一个电源系统有n个电源模块，这个电源系统按N＋k方式设计（n=N＋k，N为保证正常供电必须的模块数量，k为热备份模块数量，n为模块总数），这时可以计算热备份模块数量k对系统可靠性的影响。

2.1n个电源模块系统，k=0，N=n时，系统的MTBFN＋0

无热备份模块的可靠度为RN＋0(t)=RS(t)n，其

MTBFN＋0为MTBFN＋0=RS(t)ndt=MTBF0

2.2n个电源模块系统，k=1，N=n－1时，系统的MTBFN＋1

k=1时，系统可靠度为RN＋1(t)=RN＋0(t)＋n

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

2.3n个电源模块系统，k=2，N=n－2时，系统的MTBFN＋2k=2时，系统可靠度为RN＋2(t)=RN＋1(t)＋RS(t)n－2[1－RS(t)]2，其MTBFN＋2为MTBFN＋2=RN＋2(t)dt=MTBF0

图1电源模块不同热备份数量对可靠性的影响曲线