在电子元器件降额设计(一)中,我们提到降额设计的工作内容是确定元器件应采用的降额等级、降额参数和降额因子。此篇我们就针对这三个方面的内容分别聊聊。
一、降额等级
国军标GJB/Z35在最佳范围内推荐采用三个降额等级,它们是Ⅰ级降额(最大降额)、Ⅱ级降额(中等降额)和Ⅲ级降额(最小降额)。
1.Ⅰ级降额
Ⅰ级降额是最大的降额,对元器件使用可靠性的改善最大,超过它的更大降额,通常对元器件可靠性的提高有限,且可能使设备设计难以实现。
Ⅰ级降额适用于下述情况:设备的失效将导致人员伤亡或装备与保障设施的严重破坏;对设备有高可靠性要求,且采用新技术、新工艺的设计;由于费用和技术原因,设备失效后无法或不宜维修;由于Ⅰ级降额量值较大,系统或设备的尺寸、质量将有显著增加。
2.Ⅱ级降额
Ⅱ级降额是中等降额,对元器件使用可靠性有明显改善,Ⅱ级降额在设计上较Ⅰ级降额易于实现。
Ⅱ级降额适用于下述情况:设备的失效将可能引起装备与保障设施的损坏;有高可靠性要求,且采用了某些专门的设计;需交付较高的维修费用。采用Ⅱ级降额,系统或设备的尺寸、质量增加不大。
3.Ⅲ级降额
Ⅲ级降额是最小的降额,对元器件使用可靠性改善的相对效益最大,但可靠性改善的绝对效果不如Ⅰ级和Ⅱ级降额。Ⅲ级降额在设计上最易实现。
Ⅲ级降额适用于下述情况:设备的失效不会造成人员和设施的伤亡和破坏;设备采用成熟的标准设计;故障设备可迅速、经济地加以修复;采用Ⅲ级降额,系统或设备的尺寸、质量增加不大。
由此看出降额等级排序如下:
I级降额>II级降额>III级降额。
国军标GJB/Z35 推荐了元器件在不同应用情况下的降额等级如表1所示。
表1
二、降额参数
降额参数是指影响元器件失效率的有关性能参数和环境应力参数。
元器件降额参数确定的依据是元器件的失效率模型。在GJB/Z299《电子设备可靠性预计手册》中给出了各类元器件的失效率模型,可作为设计依据。
根据各类元器件的工作特点,对元器件失效率有影响的主要降额参数和关键降额参数见表2。
表2
续表2
三、降额因子
元器件降额的程度以元器件实际承受的应力(工作应力)与额定应力之比来定量表示,此应力比称为降额因子。
国产元器件的降额因子按GJB/Z35执行,如表3所示。
表3
续表3
续表3
续表3
续表3
四、结束语
本篇重点介绍了降额设计的三部曲,降额等级、降额参数、和降额因子的选择,并给出国军标Z35中对各类元器件降额设计的规定。
本文转自: 可靠性杂坛