有限元分析案例-手机充电器的可靠性分析

    充电器通常指的是一种采用电力电子半导体器件，将电压和频率固定不变的交流电变换为直流电的静止变流设备，在以蓄电池为工作电源或备用电 源的用电场合，充电器具有广泛的应用。充电器现已经在我们的生活领域中随处可见，广泛用于手机、相机、平板电脑等常用电子产品。

市面上充斥着许多假冒伪劣的充电器产品，那么山寨货充电器会有什么样的危害呢？ 

一、假冒伪劣的充电器如果输出电压没有经过滤波，会从USB接口输出由高频开关导致的噪声以及尖刺纹波。这可能会损坏电子产品，最常见的问 题就是手机触屏不工作； 

二、假冒伪劣的充电器可能会受到AC端的影响，输出带有明显的120Hz低频分量，在国内这就可能是100Hz； 

三、假冒伪劣的充电器的输出负载能力弱，无法以较高的电流输出5V，或者以比较高的电流工作时输出电压没有达到手机充电所需的标准，从而 出现充不满的现象；

 四、有一些电子产品挑充电器，山寨充电器无法为此类产品充电；

 五、充假冒伪劣的充电器在设计和生产中可能不会遵循行业规范，元件之间需要保持多少安全间距，元件之间需要用到绝缘处理的没有用到，可能 就会导致事故的发生； 所以，使用正规渠道或者原配的充电器产品，产品的性能及可靠性才会有所保证。高可靠性的充电器，一般都会通过相应的可靠性测试，有着结构简单、高可靠性、人性化等优点，以下为分析案例优化步骤。

分析背景 

    产品从1m处自由跌落到刚性地面； 跌落方向：六面（下图所示）

有限元模型

分析结果（左侧）壳体最大应变低于材料伸长率，破裂风险低，局部发生塑性变形。

PCB大应变发生区域如下：

分析结果（右侧） 壳体最大应变低于材料伸长率，破裂风险低，局部发生塑性变形。

PCB大应变发生区域如下：

分析结果（底部） 壳体局部区域最大应变超出（灰色显示区域）材料伸长率，主要为受压导致，因此破裂风险较低，发生塑性变形。

PCB大应变发生区域如下：

分析结果（顶部）壳体最大应变低于材料伸长率，破裂风险低，局部发生塑性变形。

PCB大应变发生区域如下：

分析结果（正面） 壳体最大应变低于材料伸长率，破裂风险低，局部发生塑性变形。

PCB大应变发生区域如下：

分析结果（背面） 壳体最大应变低于材料伸长率，破裂风险低，局部发生塑性变形。

PCB大应变发生区域如下：

结构设计合理性与否，直接关系到产品的可靠性及安全性。通过上述案例可知，在充电头的产品设计阶段，应用有限元分析，可直观分析出产品是否存在设计缺陷并加以优化，从而提高结构设计的可靠性，缩短产品的开发周期。选择CAE仿真应用专家，为您的企业带来无限可能