Основные положения расчета надежности функционального узла печатной платы

МIНIСТЕРСТВО ОСВIТИ IНАУКИ УКРАЇНИ ХАРКIВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНIВЕРСИТЕТ РАДIОЕЛЕКТРОНIКИ Кафедра РЕС КОНТРОЛЬНА РОБОТА “СИСтеми зв’язку“ Виконав: Перевiрив: ст. гр. ТЗТ доц. каф. Харкiв 2010 Основные положения расчета надежности функционального узла печатной платы Надежность - свойство изделия выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течении требуемого промежутка времени. Надежность так же можно определить как физическое свойство изделия, которое зависит от количества и от качества входящих в него элементов, а так же от условий эксплуатации. Надежность характеризуется отказом. Отказ - нарушение работоспособности изделия. Отказы могут быть постепенные и внезапные. Постепенный отказ - вызывается в постепенном изменении параметров элементов схемы и конструкции. Все изделия подразделяются на восстанавливаемые и невосстанавливаемые. В работе изделия существуют 3 периода. 1 - период приработки, характеризуется приработочными отказами. 2 - период нормальной эксплуатации, характеризуется внезапными отказами. 3 - период износа - внезапные и износовые отказы. Понятие надежности включает в себя качественные и количественные характеристики. Качественные: - ремонтопригодность - свойство изделия, приспособленность к : предупреждению возможных причин возникновения отказа устранению последствий возникшего отказа или повреждения путем ремонта или технического обслуживания - долговечность - свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния (состояние при котором его дальнейшее применение или восстановление невозможно) - вероятность безотказной работы: где е - основание натурального логарифма; t - заданное время работы схемы. - средняя наработка на отказ: Тср. = 1/lсх , (2) - интенсивность отказа схемы: где ln - интенсивность отказов всех элементов данной группы; lплаты - интенсивность отказов печатной платы; Надежность элементов функционального модуля является одним из факторов, существенно влияющих на интенсивность отказа изделия в целом. Интенсивность отказов элементов зависит от конструкции, качества изготовления, от условий эксплуатации и от электрических нагрузок в схеме. Коэффициент нагрузки: K=Pc/Pcmax , (4) где Рс - фактическая мощность, рассеиваемая на коллекторе, Рс max - максимально допустимая мощность рассеивания на коллекторе. - для диодов K=I/Imax , (5) где I - фактически выпрямленный ток, Imax - максимально допустимый выпрямленный ток. - для конденсаторов K=U/Uн , (6) Uн - номинальное напряжение конденсатора. - для резисторов ,трансформаторов и микросхем К=Р/Рн , (7) где Р - фактическая мощность рассеивания на радиокомпоненте, Рн - номинальная мощность. окружающего воздуха и влажности, увеличенных вибрациях, ударах и т. д. В настоящее время наиболее изучено влияние на надежность коэффициента нагрузки и температуры. l=lо*a. (8) P, Вт 0,056 Фактическая мощность резистораR2 P, Вт 0,05 Фактическая мощность резистораR3 P, Вт 0,066 Фактическая мощность резистораR4 P, Вт 0,029 Фактическая мощность резистораR5 P, Вт 0,061 P, Вт 0,016 Фактическая мощность резистораR7 P, Вт 0,087 Фактическая мощность резистораR8 P, Вт 0,044 U, В 4,32 Фактическая мощность , рассеиваемая на коллекторе транзистора VT1 P, Вт 4,5 Фактический ток диода VD1 200 Фактическое напряжение конденсатора С1 U, В 23,5 U, В 34,02 Фактическое напряжение конденсатора С3 U, В 35,21 Фактическое напряжение конденсатора С4 U, В 21,4 Фактическое напряжение конденсатора С5 U, В 12,08 Фактическое напряжение микросхемы 1-К561ЛА7 U, В 6,24 U, В 5,78 Фактическое напряжение микросхемы 3-К561ЛА7 U, В 5,27 Фактическое напряжение микросхемы 4-К561ЛА7 U, В 6,15 мощность резистораR1 P, Вт 0,125 Номинальная мощность резистораR2 P, Вт 0,125 Номинальная мощность резистораR3 P, Вт 0,125 Номинальная мощность резистораR4 P, Вт 0,125 Номинальная мощность резистораR5 P, Вт 0,125 Номинальная мощность резистораR6 P, Вт 0,125 Номинальная мощность резистораR7 P, Вт 0,125 Номинальная мощность резистораR8 P, Вт 0,125 Номинальное напряжение пьезокерамического излучателя звука BF1 U, В 12 Максимальная мощность , рассеиваемая на коллекторе транзистора VT1 P, Вт 8 200 Номинальное напряжение конденсатора С1 U, В 35 Номинальное напряжение конденсатора С2 U, В 50 Номинальное напряжение конденсатора С3 U, В 50 Номинальное напряжение конденсатора С4 U, В 25 Номинальное напряжение конденсатора С5 U, В 16 Номинальное напряжение микросхемы 1-К561ЛА7 U, В 10 Номинальное напряжение микросхемы 2-К561ЛА7 U, В 10 Номинальное напряжение микросхемы 3-К561ЛА7 U, В 10 Номинальное напряжение микросхемы 4-К561ЛА7 U, В 10 kR1 0,448 l0 R1 0,5*10^7 a R1 0,3 lR1 0,15*10^7 kR2 0,4 l0 R2 0,5*10^7 a R2 0,22 lR2 0,11*10^7 kR3 0,528 l0 R3 0,5*10^7 a R3 0,3 lR3 0,15*10^7 kR4 0,232 l0 R4 0,5*10^7 a R4 0,18 lR4 kR5 0,488 l0 R5 0,5*10^7 a R5 0,3 lR5 0,15*10^7 kR6 0,128 l0 R6 0,5*10^7 a R6 0,18 lR6 0,09*10^7 kR7 0,696 l0 R7 0,5*10^7 a R7 0,52 lR7 0,26*10^7 kR8 0,352 l0 R8 0,5*10^7 a R8 0,22 lR8 kC1 0,671 l0 C1 1,4*10^7 a C1 0,6 lC1 0,84*10^7 kC2 0,68 l0 C2 a C2 0,6 lC2 0,84*10^7 kC3 0,704 l0 C3 1,4*10^7 a C3 0,6 lC3 0,84*10^7 kC4 0,856 l0 C4 1,4*10^-7 a C4 1 lC4 0,6*10^-7 kC5 0,755 l0 C5 2,4*10^-7 a C5 0,9 lC5 2,16*10^-7 kVD1 1 l0 VD1 a VD1 1 lVD1 0,6*10^-7 kVT1 0,562 a VT1 0,65 lVT1 2,6*10^-7 kBF1 0,36 l0 BF1 a BF1 20 lBF1 1*10^-7 kис1 0,624 l0 ис1 0,8*10^-7 a ис1 0,62 lис1 0,5*10^-7 k ис2 0,578 l0 ис2 0,8*10^-7 a ис2 0,62 lис2 0,5*10^-7 kис3 0,527 l0 ис3 0,8*10^-7 a ис3 0,62 lис3 0,5*10^-7 kис4 0,615 l0 ис4 0,8*10^-7 a ис4 0,62 lис4 0,5*10^-7 Интенсивность отказов изделия: Вероятность безотказной работы за время Т = 1год (приблизительно 9000ч) -lизд*Т Вероятность того , что в пределах заданной наработки возникнет отказ устройства: Q(T) = 1- P(T), Q(T) = 0,005 изд