Для уточненного расчета надежности электронных устройств необходимо иметь принципиальную и монтажную схему устройства, спецификацию элементов и статистические данные об их интенсивностях отказов, приводимые в справочной литературе или нормативно-технической документации. Кроме того, необходимыми являются сведения об электрических и тепловых режимах работы проектируемого устройства и режимах его эксплуатации.
Уточненный расчет надежности электронных устройств выполняют в следующей последовательности:
1. Устройство разбивается на отдельные функционально самостоятельные блоки.
2. Формулируется критерий отказов функциональных блоков и устройства в целом.
3. Составляется структурно-логическая схема (СЛС) надежности электронного устройства.
Под СЛС надежности понимается наглядное представление (графическое или в виде логических уравнений) условий, при которых работает проектируемый объект.
Простейшей формой СЛС надежности является последовательно-параллельная структура. На ней в последовательную цепочку соединяются элементы, отказ каждого из которых приводит к отказу устройства в целом. Параллельно на СЛС соединяются элементы, совместный отказ которых приводит к отказу устройства.
При проведении расчетов надежности электронных устройств будем полагать, что если не будет оговорено иное, то функциональные блоки электронного устройства на СЛС соединены последовательно и элементы этих блоков также соединены последовательно с точки зрения надежности.
4. Составляется расчетная таблица (табл. 5).
При этом первые три колонки аналогичны колонкам табл. 2, однако во 2-ую колонку вносится количество не только однотипных элементов, но работающих в одинаковых токовых и нагрузочных режимах.
Пересчет интенсивности отказов для различных условий и режимов использования комплектующих изделий учитывается с помощью поправочных коэффициентов:
lрi= 
, (13)
где аі - коэффициенты влияния температуры, нагрузки, номинальных и других условий эксплуатации; l- табличное значение плотности вероятности отказов.
Зачастую при расчете надежности электронных устройств используют один или два поправочных коэффициента:
- а1 - коэффициент, учитывающий влияние температуры и коэффициента нагрузки комплектующего изделия;
- а2 - коэффициент, учитывающий влияние номинальных данных.
Значение коэффициента а1 (заносится в колонку 7) определяется в соответствии с таблицами 6-8 в зависимости от температуры и коэффициента загрузки.
Коэффициент нагрузки (колонка 6) комплектующего изделия определяют как:
Кн=Ар / Аном, (14)
где Ар - рабочее (расчетное или экспериментально определенное) значения контролируемого электрического параметра(колонка 4);
Аном - номинальное (предельно допустимое) значение соответствующего параметра комплектующего изделия(заносится в колонку 5), взятого из нормативно-технической документации.
Контролируемым параметром комплектующего изделия Ар выбирают такой, который оказывает наибольшее влияние на его надежность:
• для конденсаторов контролируемый параметр - это приложенное к нему напряжение;
• для резисторов, транзисторов, трансформаторов – мощность;
• для диодов, контактов, реле и коммутационных элементов, а также штырей разъемов - сила протекающего через них тока.
Температура окружающей среды при которой эксплуатируется каждый элементэлектронного устройства, принимается из карт тепловых режимов. В случае их отсутствия температуру окружающей среды можно ориентировочно оценить исходя из следующих соображений. Если устройство эксплуатируется в лабораторных условиях (закрытое отапливаемое помещение) и внутри блока отсутствуют тепловыделяющие элементы (резисторы, трансформаторы и т. д.), то температуру среды можно принимать равной +20...25°С. Если устройство эксплуатируется на открытом воздухе и в нем нет тепловыделяющих элементов, то температуру окружающей среды можно принять равной +35 °С.
При наличии внутри блока тепловыделяющих элементов, температура окружающей среды принимается на 10... 15 °С выше по сравнению с блоками, в которых отсутствуют тепловыделяющие элементы.
Как указывалось выше, коэффициент а2 учитывает влияние на интенсивность отказов различной технологии изготовления элементов с различными номинальными данными (заносится в колонку 8).
Это, в первую очередь, относится к резисторам и конденсаторам.
Для остальных элементов интенсивность отказов не зависит от коэффициента а2, поэтому значение этого коэффициента для них может быть принято равным 1. Для полупроводниковых приборов, интегральных микросхем, коммутационных, моточных и соединительных элементов коэффициент а2=1.
Значение поправочного коэффициента а2для резисторов приведено в табл.9.
Значение коэффициент а2для конденсаторов можно принимать от 0,5 до 10. При этом меньшие значения а2выбираются при малых значениях номинальных напряжений Uн и емкостей Сн(в пределах технических условий).
Значение коэффициента отказов Кoi(колонка 11) показывает долевое участие в снижении надежности устройства i-огo элемента (группы эле-
ментов) и определяется выражением:
(15)
