Расчёт надёжности.

Расчет надежности изделия ЭВС заключается в определении показате­лей надежности изделия по известным характеристикам надежности ЭРЭ, ИС и др. составляющих конструкцию изделия с учетом условий эксплуата­ции.

Надежность электронной аппаратуры зависит от ее сложности и режи­мов эксплуатации. Поэтому одним из условий надежной работы ЭВС явля­ется правильность выбора режимов работы множества ЭРЭ и деталей, из ко­торых состоит изделие, качество изготовления, а также условий эксплуатации.

Рис.6 Номограммы для определения произведения поправочных коэффициентов в случае учета коэффициента нагрузки K_Hи температуры.

Вероятность безотказной работы за заданное время определяется:

, (7.1)

Интенсивность отказов изделия:

,

где B – показатель степени, зависящий от вида и типа элемента

(В=3…5 – для конденсаторов, В=1…2 для других элементов).

Интенсивность отказов изделия, состоящего из m комплектующих эле­ментов, определяется:

где _i - интенсивность отказа i-го элемента;

m - число контактных соединений коммутационного элемента (m=6).

, (7.2)

Среднее время наработки на отказ изделия определяется:

, (7.3)

Определяем коэффициенты электрической нагрузки элементов ЭС согласно схемы, используя формулы, приведенные в таблице 4:

Таблица4.

Элемент	Формула для определения Кн	Пояснение
Резистор	Кн=Рраб/Рном	Р– мощность
Диод выпрямительный	Кн=Uраб.обр/Uобр.махТУ	Uобр– обратное напряжение
Конденсатор	Кн=Uраб/Uном	U– напряжение
Цифровые интегральные ИМС Аналоговые ИМС	К^Iн=Iвых раб/Iвых мах К^Iн=Iвых раб/Iвых мах К^Pн=Pраб/Pмах	Iвых– выходной ток
Элементы коммутации низковольтные (U3000)	Кн=Iраб/Iном	I– ток через контакт

Произведем расчет Рраб и Iвых раб для резисторов и ИС соответственно, а для остальных элементов определим рабочие параметры непосредственно по схеме:

Р_раб=U²/R

Р_раб1= U²/R=9²/10000000=0.0000081(Вт);

Р_раб2= U²/R=9²/100000=0.00081(Вт);

Р_раб3=Р_раб5=Р_раб7= Р_раб8= Р_раб9= Р_раб10= U²/R=9²/10000=0.0081(Вт);

Р_раб4= U²/R=9²/120000=0.000675(Вт);

Р_раб6= U²/R=9²/150000=0.00054(Вт);

Iвых раб=U/R

Iвых.раб1=9/28000=0,321(мА);

Iвых.раб2=9/14400=0,625(мА);

Iвых.раб3=9/12000=0,750(мА);

Iвых.раб4= Iвых.раб5= Iвых.раб6= Iвых.раб7=9/8370=1,075(мА);

Iвых.раб8= Iвых.раб9= Iвых.раб10= Iвых.раб11=9/7880=1,142(мА);

Произведем расчет коэффициента надежности по формулам приведенным в таблице4 и занесем его в таблицу5.

Таблица 5.

Обозначение	Наименование ЭРЭ, номинал и допустимые значения параметра	Коэффи-циент нагрузки Кн	Коли-чество ЭРЭ данного типа N	Эксплуа-тационный коэф. отказов а=i/oi	Интенсивность отказа *10^6
					oi	i	
Микросхемы: К176ИЕ12 К176ИЕ4 К561ТМ2 К561ЛА7	Iвых раб=3 мА Iвых раб=18 мА Iвых раб=8 мА Iвых раб=4 мА	0,03 0,48 0,27 0,14	1 4 1 1	0,03 0,48 0,27 0,14	0,1 0,3 0,1 0,1	0,003 0,144 0,027 0,014	0,006 0,576 0,027 0,014
Светодиодные матрицы АЛС324А	Iпр раб=18 мА	0,8	4	0,8	0,2	0,16	0,64
Транзисторы: КТ315Б	Р к раб=0,05 Вт	0,25	2	0,67	0,3	0,2	0,1
Диоды: Д220	Uобр раб=50 В	0,18	1	0,8	0,05	0,04	0,04
Резисторы: МЛТ-0,125 10к±10% МЛТ-0,125 100к±10% МЛТ-0,125 120к±10% МЛТ-0,125 150к±10% МЛТ-0,125 10М±10%	Рраб3,5,7,8,9,10= 0,0081 Вт Рраб2=0,00081 Вт Рраб4=0,000675 Вт Рраб6=0,00054Вт Рраб1=0,0000081Вт	0,0648 0,00648 0,00154 0,00432 0,00000648	6 1 1 1 1	0,065 0,00625 0,00125 0,005 0,000812	0,008 0,008 0,008 0,008 0,008	0,00052 0,00005 0,00001 0,00004 65*10^-7	0,0031 0,00005 0,00001 0,00004 65*10^-7
Конденсаторы: К50-6 КМ-6 КТ4-23	Uраб=9 В	0,56	1 3 1	0,177 0,175 0,17	0,3 0,04 0,1	0,053 0,007 0,017	0,053 0,021 0,017
Соединения пайкой	-	-	186	1	0,001	0,001	0,186

∑_= 1,6832

P (t)=exp (-*t),

где t – время до отказа работы i – ого элемента

Рис. 7 Зависимость вероятности безотказной работы от времени

Время наработки на отказ определим по следующей формуле:

T_ср==594 тыс. часов

Вывод:

• Вероятность безотказной работы при заданном ресурсе и среднее время наработки на отказ удовлетворяет техническому заданию, следовательно, требования надежности выполняются.