Уточненный расчет.

Расчет коэффициентов нагрузки и определение по графикам (из методических указаний) поправочных коэффициентов для каждого типа элементов.

Уточненный расчет надежности проводится с учетом отличия режимов работы радиокомпонентов от их номинальных. По известной принципиальной электрической схеме изделия вычисляются коэффициенты нагрузки радиокомпонентов и определяется реальная интенсивность отказа с учетом корректировочного коэффициента аi (kн)

Рассмотрим транзистор VT6 КТ814А:

U₀= 6В

I₀=0,3А

Uкэ=8В

Максимально допустимый постоянный ток коллектора: I_kmax=1,5 А

Максимальное напряжение между эмиттером и коллектором: U_кэmax=25В

Максимальное напряжение между эмиттером и базой: U_эбmax=40В

Максимальное напряжение между коллектором и базой: U_кбmax=40В

Максимально допустимая рассеиваемая мощность P_max=10 Вт

Рабочая рассеиваемая мощность

P_раб=(Uвх-U₀)*I₀

k_{н 1=Uкэ/Uкэ0=} 8/40=0,2

k_{н 3=Uэб/Uэб0=} 0,7/5=0,14

k_{н 4=Iк/Iк0=} 0,5/1,5=0,33

k_{н 5= P/P0=} 0,6/1=0,6

P_раб=(8-6)*0,3=0,6 Вт

Рассчитаем коэффициенты нагрузки для наиболее нагруженного элемента.

При расчете надежности следует выбирать максимальный коэффициент нагрузки из рассчитанных для транзистора. Однако, при проектировании РЭС рекомендуется, чтобы максимальный коэффициент нагрузки не превышал 0,3…0,5, поэтому в данной работе Кн для транзистора принимается равным 0,5.

Уточненный расчет проведем с учетом отличия режимов работы радиокомпонентов от их номинальных значений.

Коэффициенты k_н и αi(k_н,t) определяются по графикам из методических указаний для каждого типа элементов (рисунки 1.2 - 1.9). a_с =1. Температуру корпуса элемента рассчитываем из условия t0корпуса=t0среды+t0перегрева.

t0корпуса = 30^ₒС; t0среды = 20^ₒС, следовательно t0перегрева = 50^ₒС

Интенсивность отказов i-го радиокомпонента: =αi(kн,t^ₒ) α_с λ_0i , где λ_0i - интенсивность отказов i-того радиокомпонента при нормальных условиях его работы, αi(kн,t^ₒ) – поправочный коэффициент, зависящий от коэффициента нагрузки kн и температуры t^ₒ, α_с – коэффициент, отражающий влияние окружающей среды и механических действий на надежность радиокомпонентов. α_с = 1

Таблица 2

Наименование ЭРЭ	Коэф. нагрузки kн	λ0i*10-6, 1/ч	Кол-во Ni , шт	αi (Kн,t)	αс	λi*10-6, 1/ч	λi*Ni*10-6, 1/ч
Конденсатор керамический	0,2	0,1	3	0,12	1	0,12	0,36
Конденсатор электролитический	0,2	0,6	6	2,3	1	1,38	8,28
Резистор постоянный металлоплёночный	0,3	0,4	9	0,7	1	0,42	3,78
Резистор постоянный проволочный	0,4	0,4	2	0,9	1	0,36	0,72
Транзистор кремниевый маломощный	0,6	0,3	4	1,4	1	0,42	1,68
Транзистор кремниевый мощный НЧ	0,6	0,5	2	1,4	1	0,7	1,4
Диоды кремниевые	0,5	0,3	11	1,3	1	0,39	4,29
Стабилитрон	0,5	1,3	2	1,3	1	1,69	3,38
Светодиод HL	0,5	1,3	1	1,3	1	1,69	1,69
Сетевой трансформатор НЧ	0,8	0,4	1	6,2	1	2,48	2,48
Выключатель		0,1	1	1	1	0,1	0,1
Плавкие предохранители	0,4	0,5	3	0,09	1	0,045	0,135
Печатная плата		0,1	1	1	1	0,1	0,1

Суммарная интенсивность отказов:

=28,395*10^-6(1/ч)

Среднее время наработки на отказ:

Т_sr=35217,46 ч

При эксплуатации в течении 2-х месяцев вероятность безотказной работы будет:

Р=0,958

Зависимость вероятности безотказной работы от времени при уточненном расчете.

Зависимость безотказной работы от времени при прикидочном P(t) (----) и уточненном расчете P2(t) (- - - - ) (для сравнения)

Заключение

В индивидуальном домашнем задании были проведены расчеты суммарной интенсивности отказов элементов, среднего времени наработки на отказ, полученные прикидочным и уточненным расчетами. В первом случае расчеты были выполнены для нормальных условий, во втором – учитывался перегрев на 50°С. Наиболее для нас приемлемым является уточненный расчет, так как в нем мы учитываем коэффициент нагрузки радиокомпонентов, условия эксплуатации. Сравнив результаты, я сделала вывод, что очень важно учитывать режимы работы каждого отдельного элемента схемы. Прикидочный расчет очень прост в расчетах, и позволяет на ранних стадиях проектирования оценить надежность системы, что является тоже немаловажным фактором.

Список использованной литературы

1. Учебное пособие «Основы теории надежности и контроля качества РЭС», Матвеев А.В., Минченко И.С., Митрофанов А.В.

2. Москатов Е.А. Справочник по полупроводниковым приборам . – М.: Журнал «Радио», 2005.

3. Конспект лекций по дисциплине: «Теория надежности и качества РЭС» Митрофанов А.В.

14