Надежность полупроводниковых приборов

Надежность реле.

Из-за относительной сложности и налаживания подвижных частей надежность промышленных реле намного меньше надежности резисторов и конденсаторов. Отказы возникают из-за неисправности в контактной системе прих-ся 50 %, в обмотках 20, 30 отказы механизмов.

Надежность реле ж.д. автоматов намного больше резисторов и конденсаторов

λ = (10^-7/ 10^-9)

Характерные отказы:

-обгорание

-загрязнение

-сваривание и залипание контактов

-разлегулирвка, поломка и ослабление контактов пружин.

-пробои отрывы обмоток

-уход параметров за пределы поля допуска.

Для реле и других коммутирующих устройств вместо показателей, связанных со временем работы, обычно используются показатели, связанные с числом срабатываний циклов.

В этом случае наработка на отказ:

λ = число отказов/число срабатываний (интенсивность)

Т_о = число срабатываний/число отказов (наработка)

Вероятность безотказной работы представляет собой определенное число отказов

Если известна средняя скорость срабатывания, то легко перейти к временным параметрам

Если Т_о = 10⁵ и u Ucp перек = 10 циклов / час, тогда То = 10⁵ / 10 = 10⁴ ч.

На надежность реле оказывает целый ряд факторов, из который важнейший является электрическая нагрузка на контакт.

К^р н = Iф /Iн

(2.17)

где

I_ф – фактический ток проходящий через контакт

I_н – номинальный ток для каждого реле он нормируется

Интенсивность отказов в зависимости К_н и температуры определятся

m λ^р (ν)= (λ^ро ∑ α i + Δ λm) α t i=1

(2.18)

где

λо интенсивность для нормальных условий

α_i коэффициент учитывающий нагрузку на контакт

α_t коэффициент учитывавший влияние температуры на надежность

Δ λ дополнительная интенсивность отказов, зависит от числа срабатываний

реле в час (n) и N – дополнительное число срабатываний по техническим условиям.

Для упрошенного расчета используется формула

λ^р (ν)= λ^р_о α _i α t

Рекомендации по повышению надежности.

1) Следует применять облегченный коэффициент нагрузки Кн< 0.7

2) Оеспечить искрогашение на контактах

3) Применять реле герметизируешего типа при работах в условия пониженного давления или повышенной влажности.

4) Реле работающие с малой нагрузкой должны иметь неокисляющие контакты

Полупроводниковые приборы чувствительны к перегрузкам как по I так и по U

Для германиевых диодов и транзисторов интенсивность лежит в интервале.

λ_о= (1.5 …… 3) * 10^-6 1/ч

Для кремневых λ_о = 1*10⁶ 1/r

Для микромодулей и микросхем λ_о = 0.01 *10^-6 1/ч

Отказы к полупроводниковых приборов бывают постепенно и внезапно для синелевых диодов характерны постепенные отказы. Для транзисторов чаще всего внезапные отказы, пробой коротким замыканием и реже всегообрыв обрыв, перегорание соединений.

Постепенно отказы в транзисторах характеризуются понижению Кус по току и ростом неуправляемого обратоного тока.

Полупроводниковые приборы чувствительны к перегрузкам, особенно точечные, они выходят из строя за тысячные доли секунд. Причина этих отказов малая тепловая инертность.

Причины перегрузок

-Переходные процессы

-Кратковременное повышения U

-Изменения параметров других приборов

К^VTн = Рф / Рн (для транзисторов)

(2.19)

где

Р_ф фактическая рассеиваемость на мощности на коллекторе

Р_н допустимая мощность, которая может рассеяна на коллекторе

Надежность полупроводниковых приборов также сильно зависит от температуры, так для германиевых диодов при температуре окружающей среды больше 20˚С предельно допустимая мощность, рассеиваемость на коллекторе определяется следующим образом.

Ркmax = 90˚С – t корпуса˚С / 2˚С/Вт

(2.20)

Кроме того, при повышении температуры растет I_обр он увеличивается в 2 раза на каждые 10˚С, то есть имеет экспоненциальное значение

Повышенная влажность приводит к коррозии. Попадание влажности на полупроводниковые материал, выводит прибор из строя, особенно сильно влияет на надежность радиации.

Дата добавления: 2015-04-30