3.2 Определение коэффициентов электрической нагрузки элементов

Коэффициенты электрической нагрузки определяем по формуле:

, (3.1)

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.

В качестве F выбираем такую электрическую характеристику элемента, которая в наибольшей степени влияет на его безотказность [1, c.13]. Для транзисторов – это рассеиваемая мощность и напряжение, резисторов – это мощность рассеивания, для соединителя – протекающий ток.

Используя программу Micro-Cap8, моделируем в ней схему нашего РЭУ. Результат моделирования показан на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 – Результат моделирования РЭУ в Micro-Cap8

В качестве источника питания были взяты 2 источника по 15В (номинальное напряжение питания микросхем). В качестве источника синусоидальных сигналов был использован генератор синусоид частотой 1000Гц, амплитудой 1В и внутренним сопротивлением 1 кОм. В качестве нагрузки использовался резистор сопротивлением 1 кОм.

Используя полученные данные, рассчитываем коэффициенты нагрузки по формуле 3.1 для каждого элемента:

,

,

,

.

Принимаем значения коэффициентов равными: K^P_нVT1=2,108·10^-9,K^U_нVT1=1,566·10^-4; K_нR1=3,242·10^-8;K_нXS1=1,305·10^-6.

3.3. Результаты прогнозирования эксплуатационной безотказности элементов.

Определяем максимальную температуру элементов модуля при его работе в составе РЭУ.

Предельная рабочая температура t_{эл max}теплонагруженных элементов (ИМС, транзисторы, диоды, мощные резисторы) определяем как

(3.2)

ºС.

Значение величины t_{эл max}для нетеплонагруженных элементов (конденсаторы, слабонагруженные резисторы, соединитель, кварцевый резонатор) подсчитано как

(3.3)

ºС.

Определяем эксплуатационную интенсивность отказов.

ИМС DA1 λ_Эпо формуле (2.2). Для аналоговой ИМС К140УД1 в пластмассовом корпусе с приблизительным количеством элементовN=21, не изготовленной по технологии КМОП, качества приёмки «1» (приёмка ОТК)/

Для биполярного транзистора КТ358А в пластмассовом корпусе с коэффициентами электрической нагрузки K^P_н= 2,108·10^-9иK^U_н=1,566·10^-4и максимально допустимой рассеиваемой мощностьюP_max=100 мВт, работающего в линейном режиме, качества приёмки «1» (приёмка ОТК).

Для металлодиэлектрического резистора С2-34 мощностью рассеивания 0,062Вт с сопротивлением, находящимся в диапазоне 1кОм≤R<100кОм и имеющим допуск ±5% и коэффициент электрической нагрузки К_Н=3,242∙10^-8, качества приёмки «1» (приёмка ОТК) и работающей в группе РЭУ 3_ОВ

Для оединителя СНП34-113/132х9,4P-22, имеющего число сочленений-расчлененийn=500, температуру перегрева контактов по ТУ при максимальной токовой нагрузкеt_п=30ºС, коэффициент электрической нагрузки К_Н=1,305∙10^-6, в котором задействовано 132 контакта, качества приёмки «1» (приёмка ОТК)/

Определяем эксплуатационную интенсивность отказов платы со сквозными пропаянными МО λ_Эпо формуле (2.6). Для печатной платы, выполненной двусторонним печатным монтажом, с 1116-ю сквозными металлизированными отверстиями, пропаянными пайкой волной, качества приёмки «1» (приёмка ОТК)/

Таблица 3.2 - Поправочные коэффициенты.

Элемент	Поз. обозначение	Модель прогнозирования λЭ элемента	Поправочный коэффициент	Модель определения поправочного коэффициента	Значения величин входящих в модель
1	2	3	4	5	6
Микросхема	DA1	λБКtКИСКкорпКVКЭКП	λБ	([2]см. табл. 5.3	0.028∙10-6
			Кt	е[B(tокp-25)],	B=0.023 tокp=66 оС
			КИС	ANS	A=0.478, S=0.253, N =21.
			Ккорп	([2]табл. 5.5.).	3
			КV	([2]табл. 5.6.).	1
			КЭ	([2]табл. 5.22)	1,5
			КП	([2]табл. 5.23.).	5,5
Транзистор	VT1	λБКРКФКДКUКЭКП	λБ	([2]см. табл. 5.3	0.044∙10-6
			КР	(3.4)	A=5.2 NT, NT= -1162 TM=448 L =13.8 Δt=150
			КФ	([2]табл. 5.8. )	1.5
			КД	([2]табл. 5.9. )	0.5
			КU	([2]табл. 5.10. )	0.5
			КЭ	([2]табл. 5.22)	1,5
			КП	([2]табл. 5.23.).	3
Резистор	R1	λБКРКRКМК∆КЭКП	λБ	([2]см. табл. 5.3	0.044∙10-6
			КР	(3.5)	A=0.26, B=0.5078, NT=343, G=9.278, NS=0.878, J=1, H=0.886
			КR	[2]табл. 5.15	R1 =0.7
			КМ	[2]табл. 5.14	R1=0.7
			К∆	R1=20кОм ±5%,	R1=1
			КЭ	[2]табл. 5.22)	1,3
			КП	([2]табл. 5.23.).	3

Окончание таблица 3.2.

1	2	3	4	5	6
Разъем	XP1	λБКРКККnКЭКП	λБ	([2]см. табл. 5.3	0.0041∙10-6
			КР	(3.6)	tп =30 оС КН=0.01
			КК		N =132
			Кn	0,32e(0,0028n)	n=500
			КЭ	([2]табл. 5.22)	1,3
			КП	([2]табл. 5.23.).	2,5
Плата		λБ[N1КСЛ+N2(КСЛ+13)] Кt КЭКП	λБ	([2]см. табл. 5.3	0.0041∙10-6
			Кt	0.061tокр – 0.525,	tокp=63 оС
			КСЛ	1
			N1	1116
			N2	0
			КЭ	[2]табл. 5.22)	1,7
			КП	([2]табл. 5.23.).	5

(3.5)

(3.6)

(3.7)

Все полученные значения заносим в таблицу 3.3