Учет влияния режимов работы элементов на надежность

Достижение высокой надежности аппаратуры АСОИУ требует использования элементной базы и методов проектирования, отвечающих конечным условиям эксплуатации оборудования. Разработка оптимальных схемных решений функциональных блоков аппаратуры АСОИУ для заданных условий эксплуатации не является предметом нашего изучения.

Ниже приводится упрощенный вариант расчета надежности системы с учетом влияния условий работы элементов в аппаратуре АСОИУ, который называется методом коэффициентов [4.3].

Метод коэффициентов заключается в том, что зависимость параметра элемента α_i представляется в виде функции внешних воздействующих факторов, влияющих на надежность (см. п. 1.6.2.)

, (4.9)

где _{i 1} , _{i 2},…, _in - эмпирические коэффициенты, каждый из которых выражает влияние одного из внешних воздействующих факторов (температуры, ускорения, влажности, радиации и т.д.);

α_i0 - базовое номинальное значение параметров α_i, полученное при нормальных (стандартных) внешних условиях.

Метод коэффициентов требует знания всех действующих факторов. Если значения этих факторов неизвестны, то можно использовать коэффициенты, зависящие от общего характера условий применения аппаратуры. Например, для интенсивности отказов при экспоненциальном законе распределения наработки на отказ элемента (системы) используется следующая зависимость:

, (4.10)

где λ _i - значение интенсивности отказов i- го элемента (системы) в определенных условиях применения,

k _у - коэффициент, зависящий от условий применения (табл. 4.1),

λ_{0 i} – номинальное (базовое) значение интенсивности отказов i- го элемента (системы), определенное для стандартных условий применения.

Таблица 4.1

Ориентировочные значения коэффициентов условий применения аппаратуры[4.3]

Значения статистических оценок интенсивностей отказов элементов λ_{0 i} предоставляются заводами изготовителями. Для этого проводятся специальные испытания (см. п. 8) при максимально допустимых по НТД электрических и температурных режимах работы элементов.

Коэффициентом электрической нагрузки элемента – k _н называется_. отношение электрических параметров, характеризующих эксплуатацию элемента в схеме (тока, напряжения, мощности) к максимально допустимым по НТД электрическим параметрам. В реальных схемах для надежной работы электронных компонентов их рабочие токи, напряжения и мощности должны быть значительно ниже номинальных. Например, военные стандарты США рекомендуют использовать элементы в схемах в условиях, когда коэффициенты электрической нагрузки, не превышают величину 0.75-0.8. Зависимости интенсивностей отказов элементов λ _i = α _i λ_i0, где α _i = f (k _н, Т˚ С), от электрических нагрузок и температуры приводятся в специальных отраслевых справочниках.

Еще раз отметим, что создание щадящих электрических и тепловых режимов работы элементов в аппаратуре - задача проектировщиков и конструкторов аппаратуры.

Окончательно, с учетом электрической и тепловой нагрузки элемента внутри схемы и условий работы аппаратуры получим значение интенсивности отказа элемента:

. (4.11)

Подставляя (4.10) или (4.11) в (4.7), получим уточненное значение интенсивности отказов аппаратуры АСОИУ.