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)

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/l_изд= 214638 ч, что превышает предусмотренные техническим заданием 20000 ч.