4 Оценка показателей безотказности печатного узла

4.1 Исходные данные, используемые для расчёта эксплуатационной интенсивности отказов элементов

Все исходные данные об элементах для расчёта безотказности РЭУ сведены в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 – Исходные данные для расчётно-аналитического метода

Элемент, компонент	Позиционное обозначение	Тип	Функциональное назначение	Кол- во	Характеристики
Конденсаторы	С1, С2	К50-35	-	2	Uном=100 B, C=1мкФ -40 до +85 ºС
Диоды	VD1-VD6	КД105	Переключающий режим работы	6	Iпр.ср.max ТУ = 300мА, Uобр.max= 400В; Tокр. -55...+ 85°С.
Соединитель	XР1	СНП346	Вилка	1	80 контактов, tок.ср. = -60…+85, Iном =2 А,
МО, пропаянные волной	-	-	-	7	Количество отверстий N1
Соединения пайкой волной	-	-	-	9	Дополнительно к МО, пропаянных волной

Все типы и типоразмеры элементов, а также характеристики, необходимые для прогнозирования эксплуатационной интенсивности отказов элементов, представлены в таблице 4.1. В качестве элементной базы выбраны элементы производства стран СНГ.

4.2 Коэффициенты электрической нагрузки элементов

Надежность элементов зависит от коэффициента электрической нагрузки, характеризующих степень электрической нагруженности элементов относительно их номинальных или предельных возможностей, указываемых в ТУ.

Количественно коэффициенты электрической нагрузки (определяют по соотношению (3.1):

К_н = F_раб / F_ном

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

F_ном – номинальная или предельная по ТУ электрическая нагрузка элемента, выполняющего в конструкции функцию схемного элемента.

На практике при определении коэффициентов электрической нагрузки конкретного элемента выбирают такую электрическую характеристику, которая в наибольшей степени влияет на надежность этого элемента. Формулы для определения коэффициентов электрической нагрузки приведены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Формулы определения коэффициентов электрической нагрузки

Элемент	Формула для определения Кн	Пояснения
Диод	Кн = Iраб / Iном	I — ток через диод
Конденсатор	Кн = Uраб / Uном	U — напряжение
Соединители низковольтные (U < 300 В)	Кн= Iраб / Iном	I — ток через контакт

Для определения токов и напряжений заданной схемы защиты телефонной линии, необходимых для расчета коэффициентов электрической нагрузки элементов воспользуемся источником [2].

Рабочее напряжение телефонной линии в режиме линия свободна и набор цифр составляет 60 В.

Пиковое напряжение вызывного сигнала в телефонной линии равно 160 В. В разговорном режиме модуль входного электрического сопротивления по ГОСТ 7153-85 составляет от 450 Ом до 800 Ом.

Построим нагрузочную прямую для диода КД 105 Б (рисунок ):

Нагрузочная прямая пересекает ось напряжения в точке U_имп = 160 В. Ось тока нагрузочная прямая пересекает в точке соответствующей максимальному току U_имп/R_н цепи. ВАХ диода и нагрузочная прямая пересекаются в точке А- рабочая точка. Координаты I_пр и U_пp точки А являются искомыми током и напряжением диода соответственно. Следовательно I_раб = I_прА = 200 мА.

_{Рисунок 4.1 – ВАХ диода}

_{Тогда коэффициент нагрузки равен:}

Номинальным током будет средний прямой ток, взятый из технических характеристик диода.

K_н=200мА/300 мА=0,67

Таблица 4.3 – Коэффициенты электрической нагрузки элементов

Элемент	Рассчитанный коэффициент электрической нагрузки	Примечание
C1, C2	0,38	Пиковое напряжение не превышает напряжение питания UПИТ = 60В, а номинальное составляет 160В
VD1-VD6	0,67	Поскольку полученный коэффициент незначительный, то взяли округленное значение
XР1	0,2	-