Резервирование элементов электронных схем по нагрузке
Резервирование отдельных элементов почти всегда является пассивным, т.е. при появлении отказов не происходит перестроения схемы. При этом приходится учитывать различные последствия, к которым может привести отказ элемента резервированной схемы. Резервированная схема, заменяющая один нерезервированный элемент, может быть составлена так, что электрическая нагрузка, которую должен был испытывать один нерезервированный элемент, может быть распределена между всеми элементами схемы. При отказе одного из элементов этой схемы выходит из строя вся схема.
При резервировании по нагрузке интенсивность отказов каждого элемента резервированного узла значительно снижается за счет уменьшения электрической нагрузки, которая перераспределяется между всеми элементами схемы. С другой стороны интенсивность отказов резервированной схемы равна сумме интенсивности отказов всех элементов резервированной схемы. Резервирование по нагрузке приносит пользу, если интенсивность отказов резервированной схемы снижается за счет уменьшения нагрузки на большую величину, чем повышается за счет увеличения числа работающих элементов. Резервирование по нагрузке может служить средством повышения надежности сильно нагруженных элементов или же элементов невысокого качества, имеющих низкие номинальные нагрузки.
Смешанное резервирование элементов.
Резервирование по нагрузке и функциональное резервирование являются предельными случаями общего или смешанного резервирования, когда резервированная схема хотя и продолжает работать при отказе одного или нескольких элементов, но при этом меняются режимы работы элементов схемы. Иначе говоря, при смешанном резервировании надежность резервированной схемы повышается как за счет того, что при отказе одного или нескольких элементов функции этих элементов будут выполнять оставшиеся элементы, так и за счет того, что действующая на резервированной схеме электрическая нагрузка распределяется между всеми элементами схемы, и они работают в облегченном режиме. Для большинства элементов смешанное резервирование легче осуществимо, чем функциональное. Как и всякая классификация, деление на резервирование по нагрузке и смешанное резервирование являются условными, зависящими от требований, предъявляемых к элементам.
Когда от нерезервируемого конденсатора требуется постоянство емкости в пределах ±5%, схема из конденсаторов, приведенная на рисунке, может при некоторых условиях обеспечить лишь резервирование по нагрузке. Когда же допускаются колебания емкости в пределах ±70% от номинала, то та же самая схема обеспечивает смешанное резервирование.
Основные методы повышения безотказности приборов
Для повышения безотказности приборов применяются следующие основные методы:
Повышение надежности узлов и элементов благодаря рациональной конструкции и применению износостойких материалов.
Большая сопротивляемость вредным воздействиям на узел уменьшает скорость потери его работоспособности, смещает кривую рассеивания в область более высоких значений t и следовательно повышает вероятность безотказной работы за данный промежуток времени.
Повышение стабильности технологических процессов при изготовлении детали
Это приводит к уменьшению дисперсии сроков службы, что даже при одинаковых средних значениях срока службы может резко повысить надежность элемента, т.к. F2 << F1
Обкатка приборов и его узлов.
Позволяет выявить те недостатки изготовления и сборки, которые приводят к повышенным внезапным отказам в первый период работы прибора.
Анализ интенсивности отказов для экспоненциального закона показывает, что в первое время внезапные отказы более интенсивны, и его необходимо исключить из периода нормальной эксплуатации прибора.