Оценка надёжности элементов электронных изделий

Практическое занятие № 3.

Порядок выполнения работы.

1. При выполнении пункта 1 задания для определения количественных величин показателей надёжности и следует использовать выражения (10), (11), и (12).

2. При выполнении пункта 2 задания следует использовать выражения (13), (14), (15), (16).

3. При выполнении пункта 3 задания следует использовать выражения (10), (13), (14), (15), (16).

4. При выполнении пункта 4 задания следует использовать выражения (21), (22), (23).

Содержание отчета.

1. По пункту задания 1, 2, 4 – получить численные значения показателя надёжности P(t), Q(t), a(t), λ(t), .

2. По пункту 3 задания – таблицы с расчетными величинами P(t), a(t), λ(t) в диапазонах ∆t и графики P(t), a(t), λ(t) в функции времени.

Цель работы:

1. Изучение основ теории оценки надёжности элементов электронных изделий.

2. Практическое освоение методов оценки надёжности элементов электронных изделий.

Задание:

1. Зарисовать схему электронного изделия.

2. Определить интенсивность отказов элементов изделия резисторов, конденсаторов, транзисторов, диодов, стабилитронов в эксплуатации с учетом их температурного и нагрузочного режимов.

Пояснение к работе:

Показатели надежности различаются на показатели безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Одним из показателей безотказности и является интенсивность отказов. При этом под интенсивностью отказов λ понимают показатель надежности невосстанавливаемых изделий, равный отношению среднего числа, отказавших в единицу времени объектов к числу объектов, оставшихся работоспособными. В период нормальной эксплуатации электронных изделий АТЭ их отказы вызываются неблагоприятным стечением многих обстоятельств и потому имеют постоянную интенсивность, которая не зависит от времени эксплуатации изделия.

Интенсивность отказов элементов электронных изделий АТЭ в эксплуатации в основном, зависит от интенсивности нагрузки элементов и окружающей их температуры :

(24)

где - интенсивность отказа изделия, определённая при стендовых испытаниях в нормальных условиях (температура окружающей среды = (20 5) нормальная нагрузка);

- функция, учитывающая влияние нагрузки на интенсивность отказов в эксплуатации;

- функция, учитывающая влияние температуры на интенсивность отказов в эксплуатации.

В первом приближении можно принять следующее выражение для функции :

(25)

где коэффициент нагрузки определяется следующим образом для транзисторов, стабилитронов, диодов:

(26)

где - среднее эксплуатационное значение тока через силовой переход полупроводника;

- номинальное значение тока через переход

Для резисторов:

(27)

- среднее эксплуатационное значение мощности, выделяемой в резисторе;

- номинальная мощность резистора

Для конденсаторов:

(28)

- среднее эксплуатационное значение напряжения на конденсаторе;

- номинальное напряжение на конденсаторе.

Скорость химических реакций, от которых зависит старение, износ элементов определяется уравнением Аррениуса:

где С – коэффициент, зависящий от типа элемента;

- энергия активации;

R – универсальная годовая постоянная

средняя эксплуатационная температура элементов

Если от скорости химических реакций перейти к интенсивности отказов, то получается аналогичное выражение:

где A – коэффициент, зависящий от типа элемента.

Из этого выражения можно получить, что, если известна интенсивность отказов при нормальной температуре , то интенсивность отказов при температуре определяется выражением:

Таким образом:

(29)

Для кремниевых транзисторов, диодов, стабилитронов можно принять значение энергии активации:

для резисторов:

для конденсаторов:

Значение интенсивности отказов изделия, определенное при стендовых испытаниях элементов автомобильной электроники в нормальных условиях, можно принять для кремниевых транзисторов, диодов и стабилитронов:

для резисторов

для конденсаторов

для печатной платы

для паяного соединения

Дата добавления: 2015-04-30