Надежность элементов рэа.

При расчете показателей надежности аппаратуры необходимо располагать данными о показателях надежности элементов. Основной характеристикой надежности элементов, приводимой в справочниках, является интенсивность отказов. Выбор это характеристики в качестве основной объясняется следующим.

Экспериментально установлено, что время до отказа элементов хорошо описывается экспоненциальной моделью ,

где λ – параметр экспоненциальной модели.

Также ранее отмечалось, что в случае экспоненциальной модели вероятность безотказной работы за время t определяется выражением .

Между величинами φ(t), P(t), λ(t) существует связь . Тогда в случае экспоненциального распределения времени безотказной работы получим

. (29)

Из выражения (29) следует, что при эксплуатационном распределении времени до отказа интенсивность отказов постоянна и численно равна параметру экспоненциального распределения. Поэтому интенсивность отказов и параметр экспоненциального распределения обозначены одной буквой λ, и таким образом стало возможным в справочниках задавать надежность элементов одним числом – значением интенсивности отказов.

Коэффициенты электрической нагрузки элементов.

На практике установлено, что надежность элементов зависит от коэффициентов электрической нагрузки, характеризующей степень электрической нагруженности элементов относительно их номинальных или предельных значений, указанных в ТУ. Количественно коэффициенты электрической нагрузки (коэффициенты нагрузки) определяют по соотношению

, (31)

где F_раб – электрическая нагрузка элемента в рабочем режиме, т.е. нагрузка на рассматриваемом схемном узле;

F_ном – номинальная или предельная нагрузка по ТУ электрическая нагрузка элемента.

В качестве нагрузки F выбирают такую электрическую характеристику элемента, которая в наибольшей степени влияет на его надежность.

Формулы для определения коэффициентов электрической нагрузки элементов

Элемент	Формула для определения КН	Элемент	Формула для определения КН
Резистор	КН=Рраб/Рном	Диод
Конденсатор	КН=Uраб/Uном	Цифровые ИМС	при Uпит=Uпит ном
Транзистор (Iк – на коллекторе или стоке)		Аналоговые ИМС	при Uпит=Uпит ном
Элементы коммутации (U<300 В)	КН=Iраб/Iном

Справочные значения интенсивностей отказов элементов соответствуют коэффициентам нагрузки К_Н=1и нормальным (лабораторным) условиям эксплуатации. На практике с целью повышения надежности РЭА коэффициенты нагрузки элементов задают меньше единицы, а условия эксплуатации оказываются более жесткие, нежели нормальные. Поэтому возникает задача пересчета справочных значений интенсивностей отказов на конкретный электрический режим и условия эксплуатации.

В общем случае для пересчета пользуются выражением

,

где - значение интенсивности отказов с учетом электрического режима и условий эксплуатации;

- справочное значение интенсивности отказов;

- пересчетная функция;

- факторы принимаемые во внимание (коэффициент нагрузки, параметры окружающей среды и т.п.);

m – количество факторов.

Для пересчетной функции используют модель вида

, (32)

где - поправочный коэффициент, учитывающий влияние фактора .

При расчетах учитывают влияние двух важнейших факторов – коэффициента нагрузки и температуры. Общий поправочный коэффициент в этом смысле будет

,

Значения можно находить по номограммам, построенным для различных видов элементов.

Если учитывать влияние на надежность элементов только коэффициента элементной нагрузки К_Н, то в инженерной практике пользуются примерным соотношением

, (33)

где - показатель степени, зависящий от вида и типа элемента ( ≈3...5 для конденсаторов; ≈1...2 – для других элементов).