5. Расчёт надёжности фу на пп

При проектировании ЭА стремятся создать конструкцию, удовлетворяющую оптимальным соотношениям между заданными техническими характеристиками изделия, надёжностью в заданных условиях эксплуатации и технологичностью конструкции.

На этапе эскизного проектирования проводятся ориентировочные расчёты, учитывающие влияние на надёжность только количества и типов применяемых ЭРИ. На этапе технического проекта расчёты проводятся на уровне ячейки с учётом реальных электрических и тепловых режимов работы.

Расчёт надёжности заключается в определении показателей надёжности ЭА по известным характеристикам надёжности составляющих компонентов (ЭРИ, ПП, паяные соединения, соединитель) и условиям эксплуатации.

Расчёт всего блока представляет собой объёмную задачу вследствие большого числа входящих в него компонентов. При разработке блока на отдельные ячейки, входящие в его состав, даются собственные требования по надёжности. Совокупность этих требований дают общую надёжность блока. Поэтому будет выполнен расчёт одной из ячеек, входящих в блок.

Исходные данные: Т_ср = 12 000 ч. – заданная наработка на отказ. Система является нерезервированной.

Интенсивность отказа элементов с учётом условий эксплуатации ЭА

где - номинальная интенсивность отказов;

k_н = k₁k₂k₃k₄ –поправочный коэффициент на условия эксплуатации; k₁ и k₂ –поправочные коэффициенты в зависимости от воздействия механических факторов, k₁ = 2; k₂ = 1,0 (условия эксплуатации – лаборатория ЭА); k₃ – поправочный коэффициент в зависимости от воздействия влажности и температуры, k₃ = 2 (для влажности 93% при температуре +25 ^оС); k₄ – поправочный коэффициент в зависимости от давления воздуха, k₄ = 1 (нормальное давление).

Тогда k_н = 2 ·1,0 ·2 · 1 = 4.

Влияние температуры при расчёте надёжности учитывают, используя коэффициенты электрической нагрузки k_н и температуру блока, полученную в результате теплового расчёта.

- поправочный коэффициент в зависимости от температуры Т^о и коэффициента нагрузки k_н.

Температуру примем общей для всех ЭРИ: Т = 49 ^оС. Режим электрической нагрузки учитывается коэффициентом нагрузки.

Средние значения коэффициентов нагрузки k_н:

- для резисторов – 0,6;

- для конденсаторов – 0,7;

- для диодов – 0,5;

- для реле – 0,7.

Тогда поправочный коэффициент равен:

- для резисторов – 1;

- для конденсаторов – 0,6;

- для диодов – 0,6;

- для реле – 1.

Значение для исполняемых в ячейке ЭРИ приведены в таблице

Элемент	Обозначение	Номинальная интенсивность отказа · 10^-6, 1/ч	Количество, шт.
Резисторы: С2-33Н-0,25 С2-33Н-0,5 С2-33Н-2	λ0.R1 λ0.R2 λ0.R3	0,087	25 12 3
Диоды: 2Д522Б 2Д106А	λ0.VD1 λ0.VD2	0,2 0,2	7 3
Конденсаторы: К10-17	λ0.С1	0,04	8
Реле РЭС80	λ0.К1	2	13
Печатная плата	λ0.ПП	0,7	1
Паяное соединение	λ0.ОМ	0,01	300
Микросхемы	λ0.ИМС	0,013	3
Соединитель	λ0.соед	0,062 · 96	1

Интенсивность отказа конденсаторов

.

Интенсивность отказа резисторов

.

Интенсивность отказа диодов

.

Интенсивность отказа реле

.

Интенсивность отказа ПП

.

Интенсивность отказа паяного соединения

.

Интенсивность отказа микросхем

.

Интенсивность отказа соединителя

.

Интенсивность отказа системы

.

Среднее время наработки на отказ

Таким образом, расчётное среднее время наработки на отказ превышает заданное время наработки на отказ ячейки .

Вывод: расчётная надёжность ячейки удовлетворяет требованиям ТЗ. В случае, если расчётное время наработки на отказ меньше заданного в ТЗ, необходимо провести корректировку электрической принципиальной схемы или заменить типы ЭРИ, так как в противном случае произойдёт отказ ЭА.