Основные положения расчета надежности функционального узла печатной платы

МIНIСТЕРСТВО ОСВIТИ IНАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКIВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНIВЕРСИТЕТ

РАДIОЕЛЕКТРОНIКИ

Кафедра РЕС

КОНТРОЛЬНА РОБОТА

З дисципліни

“СИСтеми зв’язку”

Виконав: Перевірив:

Ст. гр. ТЗТ доц. каф.

Харків 2010

Основные положения расчета надежности функционального узла печатной платы

Надежность – свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течении требуемого промежутка времени. Надежность так же можно определить как физическое свойство изделия, которое зависит от количества и от качества входящих в него элементов, а так же от условий эксплуатации. Надежность характеризуется отказом.

Отказ – нарушение работоспособности изделия. Отказы могут быть постепенные и внезапные.

Постепенный отказ – вызывается в постепенном изменении параметров элементов схемы и конструкции.

Внезапный отказ – проявляется в виде скачкообразного изменения параметров радиоэлементов (РЭ).

Все изделия подразделяются на восстанавливаемые и невосстанавливаемые.

В работе изделия существуют 3 периода.

1 – период приработки, характеризуется приработочными отказами.

2 – период нормальной эксплуатации, характеризуется внезапными отказами.

3 – период износа – внезапные и износовые отказы.

Понятие надежности включает в себя качественные и количественные характеристики.

Качественные:

– безотказность – свойство изделия непрерывно сохранять работоспособность в течении некоторого времени или некоторой наработки

– ремонтопригодность – свойство изделия, приспособленность к :

Предупреждению возможных причин возникновения отказа

Обнаружению причин возникшего отказа или повреждения

Устранению последствий возникшего отказа или повреждения путем ремонта или технического обслуживания

– долговечность – свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния (состояние при котором его дальнейшее применение или восстановление невозможно)

– сохраняемость – сохранение работоспособности при хранении и транспортировке.

– вероятность безотказной работы:

-lизд*tР = e, (1)

Где е – основание натурального логарифма;

Lсх – интенсивность отказа схемы;

T – заданное время работы схемы.- средняя наработка на отказ:

Тср. = 1/lсх, (2)

– интенсивность отказа схемы:

Lизд. = lnR + lnC + … + lплаты + lпайки, (3)

Где ln – интенсивность отказов всех элементов данной группы;

Lплаты – интенсивность отказов печатной платы;

Lпайки – интенсивность отказа всех паек.

Надежность элементов функционального модуля является одним из факторов, существенно влияющих на интенсивность отказа изделия в целом. Интенсивность отказов элементов зависит от конструкции, качества изготовления, от условий эксплуатации и от электрических нагрузок в схеме.

Коэффициент нагрузки:

– для транзисторов

K=Pc/Pcmax, (4)

Где Рс – фактическая мощность, рассеиваемая на коллекторе,

Рс max – максимально допустимая мощность рассеивания на коллекторе.

– для диодов

K=I/Imax, (5)

Где I – фактически выпрямленный ток,

Imax – максимально допустимый выпрямленный ток.

– для конденсаторов

K=U/Uн, (6)

Где U – фактическое напряжение,

Uн – номинальное напряжение конденсатора.

– для резисторов, трансформаторов и микросхем

К=Р/Рн, (7)

Где Р – фактическая мощность рассеивания на радиокомпоненте,

Рн – номинальная мощность.

При увеличении коэффициента нагрузки, интенсивность отказа увеличивается. Интенсивность отказа увеличивается так же, если радиокомпонент эксплуатируется в более жестких условиях: с повышенной температурой окружающего воздуха и влажности, увеличенных вибрациях, ударах и т. д.

В настоящее время наиболее изучено влияние на надежность коэффициента нагрузки и температуры.

Интенсивность отказов при заданном значении температуры окружающей среды и нагрузки определяется по формуле:

L=lо*a. (8)

Фактическая мощность резистораR1

P, Вт

0,056

Фактическая мощность резистораR2

P, Вт

0,05

Фактическая мощность резистораR3

P, Вт

0,066

Фактическая мощность резистораR4

P, Вт

0,029

Фактическая мощность резистораR5

P, Вт

0,061

Фактическая мощность резистораR6

P, Вт

0,016

Фактическая мощность резистораR7

P, Вт

0,087

Фактическая мощность резистораR8

P, Вт

0,044

Фактическое напряжение пьезокерамического излучателя звука BF1

U, В

4,32

Фактическая мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора VT1

P, Вт

4,5

Фактический ток диода VD1I, мА200
Фактическое напряжение конденсатора С1

U, В

23,5

Фактическое напряжение конденсатора С2

U, В

34,02

Фактическое напряжение конденсатора С3

U, В

35,21

Фактическое напряжение конденсатора С4

U, В

21,4

Фактическое напряжение конденсатора С5

U, В

12,08

Фактическое напряжение микросхемы 1-К561ЛА7

U, В

6,24

Фактическое напряжение микросхемы 2-

К561ЛА7

U, В

5,78

Фактическое напряжение микросхемы 3-К561ЛА7

U, В

5,27

Фактическое напряжение микросхемы 4-К561ЛА7

U, В

6,15

Номинальная

Мощность резистораR1

P, Вт

0,125

Номинальная мощность резистораR2

P, Вт

0,125

Номинальная мощность резистораR3

P, Вт

0,125

Номинальная мощность резистораR4

P, Вт

0,125

Номинальная мощность резистораR5

P, Вт

0,125

Номинальная мощность резистораR6

P, Вт

0,125

Номинальная мощность резистораR7

P, Вт

0,125

Номинальная мощность резистораR8

P, Вт

0,125

Номинальное напряжение пьезокерамического излучателя звука BF1

U, В

12

Максимальная мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора VT1

P, Вт

8

Максимальный ток диода VD1I, мА200
Номинальное напряжение конденсатора С1

U, В

35

Номинальное напряжение конденсатора С2

U, В

50

Номинальное напряжение конденсатора С3

U, В

50

Номинальное напряжение конденсатора С4

U, В

25

Номинальное напряжение конденсатора С5

U, В

16

Номинальное напряжение микросхемы 1-К561ЛА7

U, В

10

Номинальное напряжение микросхемы 2-К561ЛА7

U, В

10

Номинальное напряжение микросхемы 3-К561ЛА7

U, В

10

Номинальное напряжение микросхемы 4-К561ЛА7

U, В

10

KR10,448L0 R10,5*10^7A R10,3LR10,15*10^7
KR20,4L0 R20,5*10^7A R20,22LR20,11*10^7
KR30,528L0 R30,5*10^7A R30,3LR30,15*10^7
KR40,232L0 R40,5*10^7A R40,18LR40,09*10^7
KR50,488L0 R50,5*10^7A R50,3LR50,15*10^7
KR60,128L0 R60,5*10^7A R60,18LR60,09*10^7
KR70,696L0 R70,5*10^7A R70,52LR70,26*10^7
KR80,352L0 R80,5*10^7A R80,22LR80,11*10^7
KC10,671L0 C11,4*10^7A C10,6LC10,84*10^7
KC20,68L0 C21,4*10^7A C20,6LC20,84*10^7
KC30,704L0 C31,4*10^7A C30,6LC30,84*10^7
KC40,856L0 C41,4*10^-7A C41LC40,6*10^-7
KC50,755L0 C52,4*10^-7A C50,9LC52,16*10^-7
KVD11L0 VD10,6*10^-7A VD11LVD10,6*10^-7
KVT10,562L0 VT14*10^-7A VT10,65LVT12,6*10^-7
KBF10,36L0 BF10,05*10^-7A BF120LBF11*10^-7
Kис10,624L0 ис10,8*10^-7A ис10,62Lис10,5*10^-7
K ис20,578L0 ис20,8*10^-7A ис20,62Lис20,5*10^-7
Kис30,527L0 ис30,8*10^-7A ис30,62Lис30,5*10^-7
Kис40,615L0 ис40,8*10^-7A ис40,62Lис40,5*10^-7

Интенсивность отказов изделия:

Lизд. = lnR + lnC + … + lплаты + lпайки = 46,59*10^7 (1/ч)

Вероятность безотказной работы за время Т = 1год (приблизительно 9000ч)

-lизд*Т

Р = e= 0,995

Вероятность того, что в пределах заданной наработки возникнет отказ устройства:

Q(T) = 1- P(T), Q(T) = 0,005

Следует отметить, что время наработки на отказ Т=1/lизд = 214638 ч, что превышает предусмотренные техническим заданием 20000 ч.


Зараз ви читаєте: Основные положения расчета надежности функционального узла печатной платы