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降额设计.pdf

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    • 电子产品可靠性设计分析电子产品可靠性设计分析 降额设计降额设计降额设计降额设计 北京航空航天大学工程系统工程系北京航空航天大学工程系统工程系北京航空航天大学工程系统工程系北京航空航天大学工程系统工程系 主要内容主要内容主要内容主要内容 一、一、一、一、基本概念基本概念基本概念基本概念 二、降额设计一般原则二、降额设计一般原则二、降额设计一般原则二、降额设计一般原则 三、降额设计工作过程三、降额设计工作过程三、降额设计工作过程三、降额设计工作过程 四、降额设计示例四、降额设计示例四、降额设计示例四、降额设计示例 五、各类元器件降额简述五、各类元器件降额简述五、各类元器件降额简述五、各类元器件降额简述 六、元器件降额设计要求六、元器件降额设计要求六、元器件降额设计要求六、元器件降额设计要求 一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念 ♣ ♣ 电子产品的降额设计就是使元器件或设备在使电子产品的降额设计就是使元器件或设备在使电子产品的降额设计就是使元器件或设备在使电子产品的降额设计就是使元器件或设备在使 用中所承受的应力(电、热、和机械应力等)低用中所承受的应力(电、热、和机械应力等)低用中所承受的应力(电、热、和机械应力等)低用中所承受的应力(电、热、和机械应力等)低 于其额定值的方法。

      于其额定值的方法于其额定值的方法于其额定值的方法 ♣ ♣ 修改电路设计(余度设计、热设计)修改电路设计(余度设计、热设计)修改电路设计(余度设计、热设计)修改电路设计(余度设计、热设计)→→使元器件使元器件使元器件使元器件 所承受的应力降低所承受的应力降低所承受的应力降低所承受的应力降低→→→→需要整体考虑、综合权衡;需要整体考虑、综合权衡;需要整体考虑、综合权衡;需要整体考虑、综合权衡; ♣ ♣ 合理选用元器件品种、规格合理选用元器件品种、规格合理选用元器件品种、规格合理选用元器件品种、规格 →→→→使得所选元器件的使得所选元器件的使得所选元器件的使得所选元器件的 额定值高于工作中要承受的应力额定值高于工作中要承受的应力额定值高于工作中要承受的应力额定值高于工作中要承受的应力→→需要考虑费用、需要考虑费用、需要考虑费用、需要考虑费用、 尺寸、重量的约束尺寸、重量的约束尺寸、重量的约束尺寸、重量的约束 基基基基 本本本本 方方方方 法法法法 一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念 ♣ ♣ 通过限制元器件所承受的应力,使通过限制元器件所承受的应力,使通过限制元器件所承受的应力,使通过限制元器件所承受的应力,使 元器件在低于额定值情况下工作,降元器件在低于额定值情况下工作,降元器件在低于额定值情况下工作,降元器件在低于额定值情况下工作,降 低元器件失效率,提高使用可靠性;低元器件失效率,提高使用可靠性;低元器件失效率,提高使用可靠性;低元器件失效率,提高使用可靠性; ♣ ♣ 若元器件一直工作在额定应力值下,若元器件一直工作在额定应力值下,若元器件一直工作在额定应力值下,若元器件一直工作在额定应力值下, 其性能退化速率较快,因此降额使用其性能退化速率较快,因此降额使用其性能退化速率较快,因此降额使用其性能退化速率较快,因此降额使用 有利于延缓和减小性能退化;有利于延缓和减小性能退化;有利于延缓和减小性能退化;有利于延缓和减小性能退化; ♣ ♣ 使得设计具有一定安全余量,提使得设计具有一定安全余量,提使得设计具有一定安全余量,提使得设计具有一定安全余量,提 高系统的可靠性。

      高系统的可靠性高系统的可靠性高系统的可靠性 降降降降 额额额额 设设设设 计计计计 的的的的 目目目目 的的的的 一、基本概念一、基本概念一、基本概念一、基本概念 ————降额可降低元器件失效率降额可降低元器件失效率降额可降低元器件失效率降额可降低元器件失效率 金属膜电阻器基本失效率(额定温度125℃)10金属膜电阻器基本失效率(额定温度125℃)10-6 -6/h /h 金属膜电阻器基本失效率(额定温度金属膜电阻器基本失效率(额定温度金属膜电阻器基本失效率(额定温度金属膜电阻器基本失效率(额定温度125125125125℃)℃)℃)℃)10101010 - - - -6 6 6 6/ / / /h h h h T T S S ℃℃0.10.10.20.20.30.30.40.40.50.50.60.60.70.70.80.80.90.91.01.0 0 0 0.0020.0020.0020.0020.0020.0020.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0040.0040.0040.004 10100.0020.0020.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0040.0040.0040.0040.0040.0040.0050.005 20200.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0040.0040.0040.0040.0040.0040.0050.0050.0050.0050.0050.005 30300.0030.0030.0030.0030.0040.0040.0040.0040.0040.0040.0040.0040.0050.0050.0050.0050.0060.0060.0060.006 40400.0030.0030.0040.0040.0040.0040.0040.0040.0050.0050.0050.0050.0050.0050.0060.0060.0060.0060.0070.007 50500.0040.0040.0040.0040.0050.0050.0050.0050.0050.0050.0060.0060.0060.0060.0070.0070.0070.0070.0080.008 60600.0040.0040.0050.0050.0050.0050.0050.0050.0060.0060.0060.0060.0070.0070.0080.0080.0080.0080.0090.009 70700.0050.0050.0050.0050.0060.0060.0060.0060.0070.0070.0070.0070.0080.0080.0090.0090.0090.0090.0100.010 80800.0050.0050.0060.0060.0060.0060.0070.0070.0080.0080.0080.0080.0090.0090.0100.0100.0110.0110.0120.012 90900.0060.0060.0070.0070.0070.0070.0080.0080.0090.0090.0090.0090.0100.0100.0110.0110.0120.0120.0130.013 1001000.0070.0070.0070.0070.0080.0080.0090.0090.0100.0100.0110.0110.0120.0120.0130.0130.0140.0140.0150.015 1101100.0080.0080.0080.0080.0090.0090.0100.0100.0110.0110.0120.0120.0130.0130.0150.0150.0160.0160.0180.018 1201200.0080.0080.0090.0090.0100.0100.0110.0110.0120.0120.0140.0140.0150.0150.0170.0170.0180.0180.0200.020 1301300.0090.0090.0100.0100.0120.0120.0130.0130.0140.0140.0160.0160.0170.0170.0190.0190.0210.021 1401400.0110.0110.0120.0120.0130.0130.0140.0140.0160.0160.0180.0180.0190.019 1501500.0120.0120.0130.0130.0150.0150.0160.0160.0180.018 1601600.0130.0130.0150.0150.0160.016 1701700.0150.015 二、降额设计一般原则二、降额设计一般原则二、降额设计一般原则二、降额设计一般原则 ♣ ♣ 降额设计是型号工程中系统降额设计是型号工程中系统降额设计是型号工程中系统降额设计是型号工程中系统( ( ( (设备设备设备设备) ) ) )可靠性设计的关键内可靠性设计的关键内可靠性设计的关键内可靠性设计的关键内 容。

      因此要对设备所用的各类元器件进行正确合理地降容因此要对设备所用的各类元器件进行正确合理地降容因此要对设备所用的各类元器件进行正确合理地降容因此要对设备所用的各类元器件进行正确合理地降 额设计,以提高系统额设计,以提高系统额设计,以提高系统额设计,以提高系统( ( ( (设备设备设备设备) ) ) )的使用可靠性的使用可靠性的使用可靠性的使用可靠性 ♣ ♣ 国产元器件降额可按国产元器件降额可按国产元器件降额可按国产元器件降额可按GJB/Z35GJB/Z35GJB/Z35GJB/Z35的要求进行,国外元器件降的要求进行,国外元器件降的要求进行,国外元器件降的要求进行,国外元器件降 额可按美国国防部可靠性分析中心额可按美国国防部可靠性分析中心额可按美国国防部可靠性分析中心额可按美国国防部可靠性分析中心《《《《元器件选择、应用元器件选择、应用元器件选择、应用元器件选择、应用 和控制和控制和控制和控制》》》》和美国波音宇航公司和美国波音宇航公司和美国波音宇航公司和美国波音宇航公司《《《《可靠性元器件降额准则可靠性元器件降额准则可靠性元器件降额准则可靠性元器件降额准则》》》》 的降额要求进行的降额要求进行。

      的降额要求进行的降额要求进行 二、降额设计一般原则二、降额设计一般原则二、降额设计一般原则二、降额设计一般原则 ♣ ♣ 降额设计的工作内容是要确定设备元器件应采降额设计的工作内容是要确定设备元器件应采降额设计的工作内容是要确定设备元器件应采降额设计的工作内容是要确定设备元器件应采 用的降额等级、降额参数和降额因子用的降额等级、降额参数和降额因子用的降额等级、降额参数和降额因子用的降额等级、降额参数和降额因子( (系数系数系数系数) ) ?? 降额等级降额等级降额等级降额等级表示设备中元器件降额的不同范围表示设备中元器件降额的不同范围表示设备中元器件降额的不同范围表示设备中元器件降额的不同范围 ?? 降额参数降额参数降额参数降额参数是指设备中影响元器件失效率的元器件电是指设备中影响元器件失效率的元器件电是指设备中影响元器件失效率的元器件电是指设备中影响元器件失效率的元器件电 应力参数和环境应力参数应力参数和环境应力参数应力参数和环境应力参数应力参数和环境应力参数 ?? 降额因子降额因子降额因子降额因子( (降额系数降额系数降额系数降额系数) )是指元器件工作应力与额定应是指元器件工作应力与额定应是指元器件工作应力与额定应是指元器件工作应力与额定应 力之比,一般用符号力之比,一般用符号力之比,一般用符号力之比,一般用符号S S来表示。

      来表示 二、降额设计一般原则二、降额设计一般原则二、降额设计一般原则二、降额设计一般原则 降降降降额额额额等等等等级级级级 降额参数降额参数降额参数降额参数 ⅠⅠⅠⅠⅡⅡⅡⅡⅢⅢⅢⅢ 频频频频率率率率0.800.800.800.800.900.900.900.900.900.900.900.90 输出电流输出电流输出电流输出电流0.800.800.800.800.900.900.900.900.900.900.900.90 最高结温最高结温最高结温最高结温℃℃℃。

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