Надійність типових елементів

Всі елементи в електронних апаратах поділяються на типові та спеціальні.

Типові елементи виготовляються в масовому масштабі і в такому ж масовому масштабі знаходять застосування в електронних апаратах. Сюди відносяться: стандартні резистори, конденсатори, напівпровідникові прилади, стандартні перемикачі, реле, мотичні вироби: котушки індуктивності, трансформатори, дроселі.

До спеціальних відносяться елементи, які знаходять обмежене застосування при виконанні спеціальних функцій. Ці елементи застосовуються тоді, коли за тими чи іншими причинами неможливо застосувати типові елементи. Наприклад, спеціальні імпульсні трансформатори, лінії затримки, конденсатори змінної ємності зі спеціальними параметрами, а також інтегральні мікросхеми спеціального призначення. Стандартні мікросхеми загального застосування відносяться до типових.

Типові елементи мають більш високу надійність, ніж спеціальні. Це пояснюється двома причинами:

1. Для будь-якого типового елемента конструкція відпрацьована особливо ретельно, оскільки лише елемент, який в найбільшій степені відповідає сучасним досягненням техніки може бути затверджений як типовий.

2. При виробництві типових елементів використовують поточні автоматизовані методи виготовлення, тобто технологічний процес найбільш удосконалений. В цьому випадку виключаються суб’єктивні помилки, які притаманні людині, досягається висока однорідність і стабільність параметрів виробів.

Спеціальні елементи виготовляються в невеликій кількості, при цьому і конструкція і технологічний процес частіше всього бувають недоскональні. Внаслідок цього спеціальні елементи мають низьку надійність.

Надійність типових елементів на порядок вище, ніж надійність спеціальних елементів.

Основним параметром, який характеризує надійність типових елементів є інтенсивність відмов. Цей параметр найбільш повно враховує всі фактори, які визначають надійність елементів.

Режими роботи елементів в електронних апаратах

При експлуатації електронних апаратів на елементи впливає цілий ряд дестабілізуючих факторів: підвищена і понижена температура, підвищений рівень вологості, механічні впливи, сонячна радіація, писок, пилюка, пари морської води, вплив біологічних факторів, вплив пониженого тиску, невагомість і т.п.

Всі ці фактори визначають надійність ЕРЕ і електронних апаратів в цілому. В процесі проектування електронних апаратів повинні враховуватись дестабілізуючі фактори і конструкція повинна протистояти впливу цих факторів. З цією метою застосовуються штучні системи охолодження або підігріву, системи амортизації для захисту від механічних навантажень, різні методи вологозахисту, в тому числі герметизація і т.п.

Всі перелічені заходи тільки послаблюють вплив тих чи інших факторів, але не усувають їх повністю. Тому при аналізі надійності необхідно враховувати комплекс дестабілізуючих факторів, в тому числі і величину електричного навантаження.

Ступінь впливу всіх факторів на надійність

Призначення ЕА	еталон лабораторна	польова	автомобільна	корабельна	літакова	ракетна
k- коефіцієнт, який показує відносну зміну надійності	1	5  7	10  20	40	100  150	300  1000

Надійність в залежності від типу літаків

зменшується

в 5  7 разів

Надійність в різних умовах експлуатації буде різною. Чим важче умови експлуатації, тим нижче надійність.

Врахування впливу факторів при аналізі надійності

Із всіх дестабілізуючих факторів найбільш вивчений вплив електричного навантаження і температури.

Електричне навантаження елементів враховується за допомогою коефіцієнта електричного навантаження.

В загальному випадку коефіцієнт електричного навантаження визначається як відношення значення деякого параметра в реальних умовах до номінального значення параметра, заданого технічними умовами.

Приклад: для транзистора

• відношення потужності, що розсіює колектор в даному режимі, до максимально можливої потужності.

Для резисторів:

- відношення потужності, що розсіюється в даному режимі до потужності, що розсіюється в номінальному режимі;

Для конденсаторів: - відношення робочої напруги до номінальної;

Для мотичних виробів К_Н = 1, оскільки ці елементи розраховуються спеціально для визначеного режиму.

Для коефіцієнтів електричного навантаження встановлюються визначені границі. В ТУ на будь-який елемент практично завжди вказується допустиме значення коефіцієнта електричного навантаження.

Для врахування впливу коефіцієнта електричного навантаження на надійність застосовується відповідний коефіцієнт :

Це відношення інтенсивності відмов в реальному режимі до середнього значення інтенсивності відмов.

Сумісний вплив на надійність коефіцієнта електричного навантаження і температури визначається за допомогою графіка.

Знаючи максимальну робочу температуру елемента і значення за графіком визначаємо поправочний коефіцієнт а₁ і розраховуємо реальне значення інтенсивності відмов за формулою:

Приклад: = 0,6, = 60С, = 1,4. Надійність погіршується на 40%.

Для врахування інших факторів застосовується серія інших поправочних коефіцієнтів, кожен з яких враховує один визначаючий фактор

В кінцевому результаті реальне значення інтенсивності відмов визначається за формулою: