2.5.Надежность типовых элементов.
2.5.1.Надежность резисторов.
Резисторы являются самым массовыми элементами любой системы, 45 процентов от всех элементов, они являются одними из наиболее надежных, но число отказов, которое попадает на них очень велико по сравнению с надежностью.
Основные причины отказов обрыв.
Вывод с токоведущем слоем.
Перегорание токопроводимого слоя 30-40%.
Изменение величены сопротивления 10
Половина всех отказов R являются зависимыми , то есть выходят из строя в следствии выхода из строя других элементов.
Наиболее влияние на надежность резистора оказывает коэффициент электрической нагрузки , которая определяется.
КR н= Рф/ Рн |
(2.15) |
где
Рф фактическая мощность рассеиваемая на резистор
Rн номинальная (допустимая) мощность, которая может быть рассеяна на резисторе.
Аналитическая зависимость интенсивности отказов от нагрузки сложная, потому обычно пользуются графиком
1.Кн=0
2.Кн = 0.2
3.Кн= 0.4
4.Кн = 0.6
5.Кн = 0.8
6.Кн = 1.0
7.Кн = 1.2
8.Кн = 1.6
9.Кн = 1.8
10.Кн = 2.0
Как видно из графика надежность резистора может изменятся в зависимости от темпа и физической нагрузки в десятки и сотни раз.
Сравнительная оценка резисторов различных групп.
Объемные резисторы более надежны , чем проволочные . причем чем < длинна проводящего слоя и чем больше его ширина , тем резистор надежнее.
Резистор поверхностного типа , в том числе и со спиральной нарезкой, не менее надежный.
Чем больше сопротивление резистора, тем он меньше надежен поэтому применения резисторов от 0.5 МОм и выше не желательно
Поверхностные резисторы имеют лучшую стабильность самые ненадежные переменные резисторы , в виду нал. Контакта.
Рекомендации по обеспечению надежности.
1) Не допускать перегрузку Кнагр не более 0.6
2) При работе в импульсных режимах рассеиваемая средняя мощность меньше номинальной, для 0.25 Вт в 2-3 раза, а для МЛТ 0.25 / 10
3) При определенных Кнапр следует учитывать температуру в нутрии блока. Для Вс норма +40˚С , для МЛТ +70˚С при повышенных температурах номинальное рассеивающая мощность должна снижаться на 1.5% на каждый градус.
4) Улучшать тепло отвод, не монтировать мощный резисторы вертикально
5) Учитывается при проектировании возможные изменения величины сопротивления резистора.
2.5.2.Надежность конденсаторов
Интенсивность отказов с того же порядка, что и у резисторов.
Причины отказов
-Обрыв выводов
-Пробой или перекрытие изоляции
-Уменьшения емкости -15 процентов
-Уменьшение сопротивления изоляции 5 процентов
-Интенсивность отказов зависит от коэффициента электронной нагрузки
К сн = Uф/Uд |
(2.16) |
где
Uф фактическое напряжение приложенное к С
Uд Номинальное (допустимое) напряжение, которое указывается на С
Суммарное напряжение переменной и постоянной составляющей должно быть на 20% ниже максимально допустимого значения.
Интенсивность также зависит от температуры
Пример : для серебряно – слюдяного С Зависимость интенсивных отказов от Кнапр и температуры
Для конденсатора со среднем сроком службы изоляция уменьшается в 2 раза при повышении температуры на каждые 10˚С емкость конденсатора так же существенно меняется в зависимости от температуры. Наиболее надежные являются слюденные конденсаторы (ОКСО,КСО, но они не влагоустойчивы поэтому лучше применять КСГ и СГМ)
Керамические конденсаторы отличаются высокой стабильностью по емкости.
Пленочные конденсаторы имеют большой срок службы до 10000 часов, но низкую температуру + 60 ˚С . Металлобумажные малостабильны, но хорошо тем что после пробоя изоляция восстанавливается.
Электролтитческие их надежность сильно зависит от температуры, норма + 40˚С , перегрев всего на снижается срок службы в 10-15 раз , ограничено. критичны к пере напряжениям , самые надежные из электролитических конденсаторов – танталовые , самые ненадежные конденсаторы переменной емкости.