可靠性网

降額設計基礎知識

admin
德凯宜特

目錄


什麼是降額設計?

降額設計原則

降額設計的注意事項


1.什麼是降額(derating)設計?
降额设计,为了提升电子设备的可靠性而常用,主要是指构成电子设备的元器件
使用中所承受的应力(电应力和温度应力)低于元器件本身的额定值,以达到延
缓其参数退化,增加工作寿命,提高使用可靠性的目的。

降额主要因素:电应力和温度
降额设计的关键:降额的程度与效果

施加在电子元器件上的电应力、热应力大小直接影响电子元器件的失效率高低。
如锗NPN晶体管基本失效率与电应力及热应力关系,如果温度不变(0℃),而从
满负荷使用降至额定负荷的0.1使用,则基本失效率降低了6倍;如果电应力不变
(额定负荷的0.1)而温度从90℃降至0℃,则基本失效率降低了16倍;如果负荷
及温度都降低,电应力从额定值0.6降至0.1,而温度从55℃降至0℃,则基本失
效率降低到原来的1/20。

降額系數(S)
降額系數S=工作應力/額定應力
1.這裡應力泛指:電應力(電壓、電流和功率)和熱應力

2.不同的電子器件在不同的環境有不同的應力表現
降额等级

– Ι 级降额:最大适用于故障危及安全、导致任务失败和造成重大经济损失的
情况;
– Π级降额:适用于故障使任务降级和增加不合理的维修费用;
– Ш级降额:适用于故障对任务完成影响很小和少量的维修。

降额等级(續) 

 降额设计



2.降額設計原則

– 各类元器件均有一个最佳的降额范围,在此范围内应力变化对其故障率影响
较大。过度的降额也不可取,增加元器件的数量;降额到一定程度后,可靠性的
提高是很微小的;过度降额反而有害:大功率晶体管在小电流下,大大降低放大
系数而且参数稳定性降低;继电器的线包电流不仅不能降低,反而应在额定值之
上,否则影响可靠的接触;
– 电应力降额容易,对温度降额,主要依靠热设计;
– 降额提高可靠性,但要综合考虑可靠性、体积、重量和费用等问题;
– 根据设计、可靠性等的需要进行,一般参照MIL-HDBK-217F&GJB/Z-35《元器
件降额准则》。


降额准则的制定
– 在工程型号中制定降额准则,指导降额设计;
– 参照MIL-HDBK-217F&GJB/Z-35制定降额准则
– 根据可靠性需求、以往的经验或相似型号的降额准则确定
• 元器件的种类及其在不同重要性要求下的降额等级;
• 系统/分系统及其要求的降额等级;
• 确定具体的参数应力;
– 编制降额准则初稿;
– 广泛征求意见,修改降额准则初稿;
– 确定正式的“降额准则”;

可靠性设计准则的实施
– 将准则作为“总师”的规范文件下发执行;
– 设计人员学习,熟悉准则;
– 对照与自己设计部分相关的准则,进行设计,确定参数的应力值;
– 设计人员自查其设计对准则的“符合性”:
• 不符合的条款,说明理由“为什么不符合”,并报上一级设

标签: 点击: 评论:

固纬电子
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码: