3.2 Модели прогнозирования эксплуатационной интенсивности отказов элементов.
Реальный уровень безотказности элементов зависит от коэффициентов электрической нагрузки, характеризующих степень электрической напряженности элементов относительно их номинальных или предельных возможностей, указываемых в ТУ.
Количественно коэффициент электрической нагрузки определяется по соотношению:
(3.1)
где Fраб – электрическая нагрузка элемента в рабочем режиме, т.е фактическая нагрузка на рассматриваемом элементе;
Fном – номинальная или предельная по ТУ электрическая нагрузка элемента, которая в наибольшей степени влияет его надежность.
Недопустимо
использовать элементы с коэффициентом
электрической нагрузки
>1 даже по одному из параметров
электрического режима.
Интенсивность
отказов с учетом эксплуатационных
факторов обозначается
и называется эксплуатационной
интенсивностью отказов.
В настоящее время в используют математическую модель вида:
(3.2)
где Ki –поправочный коэффициент, учитывающий влияние фактора xi, m – количество принятых во внимание факторов из числа, влияющих на безотказность элементов.
Для РЭА, работающих в обычных условиях принимают во внимание три важнейших фактора, влияющих на элемента:
- коэффициент нагрузки Кн,
- температуру
- степень жесткости условий эксплуатации.
По результатам экспериментов получены математические модели и составлены справочные таблицы для определения поправочного коэффициента, учитывающего совместное влияние температуры и Кн. Его называют коэффициентом режима Кг.
Значение коэффициента эксплуатации КЭ, учитывающего степень жесткости условий эксплуатаций (кроме температуры), показывает, во сколько раз интенсивность отказов элементов РЭА конкретного класса выше, чем в аппаратуре, работающей в стационарных лабораторных условиях.
Рассмотрим математические модели для групп элементов, применяемых в рассматриваемой схеме, для определения значений :
Таблица 3.1
Класс (группа) элементов |
Вид математической модели |
1 |
2 |
Интегральные микросхемы |
|
Диоды |
|
Стабилитрон |
|
Конденсаторы |
|
Резисторы постоянные |
|
Резисторы переменные проволочные |
|
Индикатор полупроводниковый |
|
Соединители |
|
Плата со сквозными металлизированными отверстиями |
|
Соединения, в том числе пайкой |
|
Поясним величины, входящие в математические модели, применяемые для определения значений :
Таблица 3.2
Составляющие, входящие в модели для всех типов элементов |
|
|
интенсивность отказов группы элементов данного типа, отвечающая температуре окружающей среды +25 0С и значению коэффициента нагрузки Кн=1. |
|
коэффициент режима работы, зависящий от электрической нагрузки (Кн) и температуры корпуса элемента |
|
коэффициент, зависящий от температуры корпуса элемента. |
|
коэффициент эксплуатации, зависящий от жесткости условий эксплуатации. |
|
коэффициент приемки, учитывающий степень жесткости требований к контролю качества и правила приемки элементов (компонентов РЭУ) в условиях производства. |
Составляющие, входящие в модели для интегральных микросхем |
|
|
коэффициент, учитывающий количество элементов в ИМС |
|
коэффициент, учитывающий тип корпуса |
|
коэффициент, учитывающий напряжение питания для ИМС |
Составляющие, входящие в модели для полупроводниковых приборов |
|
|
коэффициент, учитывающий функциональный режим работы диодов |
|
коэффициент, зависящий от значения максимально допустимой по ТУ нагрузке по мощности |
|
коэффициент, зависящий от отношения максимального напряжения к максимально допустимому по ТУ (коэффициента нагрузки по напряжению). |
Составляющие, входящие в модели для конденсаторов |
|
|
коэффициент, зависящий от значения номинальной мощности. |
Составляющие, входящие в модели для резисторов |
|
|
коэффициент, зависящий от значения номинального сопротивления |
Продолжение таблицы 3.2
Составляющие, входящие в модели для резисторов |
|
|
коэффициент, зависящий от значения номинального сопротивления |
Составляющие, входящие в модели для соединителей |
|
|
коэффициент, зависящий от количества задействованных контактов. |
|
коэффициент, зависящий от количества сочлинений-расчленений n |
Составляющие, входящие в модели для платы со сквозными металлизированными отверстиями |
|
|
базовая интенсивность отказов межсоединений в зависимости от технологии. |
|
коэффициент, учитывающий количество слоев n в плате. |
|
количество сквозных отверстий, пропаянных способом «пайка волной». |
|
количество сквозных отверстий, пропаянных ручным способом |
Составляющие, входящие в модели для соединений |
|
|
базовая интенсивность отказов соединения. |
