5 - fiabilitatea componentelor

5/12/2018 5 - Fiabilitatea componentelor - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/5-fiabilitatea-componentelor 1/4

Fiabilitatea componentelor

Solicitări ca şocuri, vibraţii, temperatură, tensiune, curent, puteredisipată duc la schimbări în structura complexă a materialului, schimbăricare depind de tipul şi intensitatea solicitărilor, precum şi de materialulfolosit.

Componentele electronice sunt supuse la aceste solicitări în timpulprocesului de fabricaţie, al ambalării, al transportului şi al utilizării.

Rata de defectare are forma:

∑ ⋅+==

−n

i

T

ir

e A

1

β

λ λ

unde:Ai = coeficientul lui Arenius;λr = rata de defectare a produsului care nu este sensibil la solicitări

de temperatură, ci la regimul de stocare;β = constantă de material;T = temperatura internă de material.Pentru elemente sensibile la temperatură şi solicitări electrice, aceşti

coeficienţi ai lui Arenius se reduc la:

nn

ii k k A ⋅+⋅+=∑

=210

1λ λ λ

k = coeficient care ţine cont de solicitarea electrică relativă acomponentei;

λ0 = coeficient care ţine cont de solicitarea de temperatură şi nu decea electrică;

λ1, λ2 = coeficienţi care ţin cont de solicitările electrice.

Astfel, relaţia generală a ratei de defectare în funcţie de temperatură şi solicitările electrice are forma:

( ) T nr ek k

β

λ λ λ λ λ −

⋅⋅+⋅++= 210

Fiabilitatea rezistoarelor

Datele practice au arătat că se obţin rezultate mai satisf ăcătoare dacă în loc de variaţia exponenţială se foloseşte o variaţie log-liniară:



( ) Rnr k k

θ

θ

λ λ λ λ λ ∆

−−

⋅⋅+⋅++=

o30

210 2

Rθ ∆ = creşterea de temperatură care conduce la dublarea ratei de

defectare;k = coeficient de încărcare electrică a rezistoarelor (este raportuldintre puterea disipată şi puterea nominală):

n R

P

Pk =

În general, la rezistoare n = 2, C Ro35..25=∆θ .

λr, λ0, λ1, λ2 = coeficienţi care depind de tipul rezistorului şi defabricant.

De exemplu, pentru rezistoarele cu peliculă

de carbon fabricate laIPEE Curtea de Argeş, avem următoarele valori:

2

1048

0

102,0

5,27

62

10

6

=

⋅=

==

⋅=

=∆

−

−

n

C

r

R

λ

λ λ

λ

θ o

5,27

30626 21048102,0

−

−− ⋅⋅⋅+⋅=

θ

λ k

Se poate observa că rata de defectare depinde de temperatură.

Fiabilitatea rezistoarelor depinde în mare măsură de sarcina termică la care sunt supuse, atât de mediul ambiant cât şi de puterea disipată.În regim de impulsuri nu trebuie să se depăşească tensiunea maximă

admisă, în special la rezistoarele care au realizată o spiră elicoidală pentru ajungerea la valoarea nominală.

În general, pentru a avea fiabilitate bună la rezistoare, se recomandă să fie încărcate la cel mult 50%, iar pentru aparatura care lucrează încondiţii speciale (de exemplu aparatura de zbor) acest coeficient trebuiesă fie cel mult 25%.

Fiabilitatea condensatoarelor



Şi în acest caz vom avea o lege log-liniară:

( ) C n

r k k

θ

θ

λ λ λ λ λ ∆

−−

⋅⋅+⋅++=

o30

2102

C θ ∆ = creşterea de temperatură care conduce la dublarea ratei dedefectare;

k = coeficient de încărcare electrică a condensatoarelor (este raportuldintre tensiunea de lucru şi tensiunea nominală):

nC

U

U k =

În general, la condensatoare n = 5..8, C Ro15..10=∆θ .

λr, λ0, λ1, λ2 = coeficienţi care depind de tipul condensatorului

şi defabricant.

De exemplu, pentru condensatoarele cu tantal fabricate la Iaşi, avemurmătoarele valori:

8

104,134

108,8

0

106,1

15

62

61

0

6

=

⋅=

⋅−=

=

⋅=

=∆

−

−

−

n

C

r

C

λ

λ

λ

λ

θ o

Şi în acest caz fiabilitatea condensatoarelor este influenţată detemperatură şi presiune, temperaturile mai ridicate influenţândcondensatoarele cu dielectric din masă plastică din cauza punctului detopire scăzut.

Temperatura internă a condensatorului depinde de temperaturaexternă şi de puterea disipată:

β ⋅=

SPT , δ tgPP r ⋅=

β = coeficient de disipare termică;S = suprafaţa armăturilor;P = puterea disipată;tg δ = tangenta unghiului de pierderi.Se recomandă să avem condensatoare cu coeficient de încărcare mai

mic de 70% cu excepţia condensatoarelor electrolitice cu aluminiu.

Fiabilitatea semiconductoarelor



La semiconductoare lgea lui Arenius este mai simplă:

T r e

β

λ λ λ −

⋅+= 0 Vom pune în evidenţă temperatura maximă pe joncţiune:

thd A j RPT T ⋅+=

−−

⋅−+= jM j T T er e

11

0 )( β

λ λ λ λ Se recomandă un coeficient de încărcare sub 50%.

În general 1610 −−≅ hλ .Pentru rezistoare cu peliculă de carbon 16102 −−⋅= hλ , pentru

rezistoare bobinate şi cu oxid 1610 −−= hλ , pentru potenţiometre165 10...10 −−−= hλ .

Pentru condensatoare multistrat şi ceramice 1610 −−= hλ , pentru

condensatoare stiroflex 16102 −−⋅= hλ , pentru condensatoare electrolitice16105 −−⋅= hλ .

Pentru tranzistoare cu siliciu 16102 −−⋅= hλ , pentru tranzistoare cugermaniu 16107 −−⋅= hλ .

Circuitele integrate au rata de defectare de două ori mai bună decât acomponentelor discrete.

Pentru lipituri 18102 −−⋅= hλ .

În cazul legăturilor prin wrap-are 11110 −−= hλ .

5 - fiabilitatea componentelor

Documents