Расчет показателей надежности радиоэлектронных средств
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
? степень жесткости требований к контролю качества и правила приемки элементов (компонентов РЭУ) в условиях производства Составляющие, входящие в модели интегральных микросхем (ИМС)Коэффициент, учитывающий количество элементов в ИМС или бит (для ИМС памяти)Коэффициент, учитывающий тип корпусаКоэффициент, учитывающий напряжение питания для КМОП ИМССоставляющие, входящие в модели для конденсаторовКоэффициент, зависящий от значения номинальной емкости.Составляющие, входящие в модели для резисторовКоэффициент, зависящий от значения номинального сопротивленияКоэффициент, зависящий от значения номинального мощности (для металлодиэлектрических резисторов)Коэффициент, зависящий от назначения допуска на сопротивление (для металлодиэлектрических резисторов)Составляющие, входящие в модели для изделий коммутации и соединителейКоэффициент, зависящий от количества задействованных контактовКоэффициент, зависящий от количества сочленений-расчленений n (соединители)Составляющие, входящие в модели для печатных плат с металлизированными сквозными отверстиямиБазовая интенсивность отказов межсоединений в зависимости от технологии Коэффициент, учитывающий количество слоев n в платеКоличество сквозных отверстий, пропаянных способом "пайка волной" Количество сквозных отверстий, пропаянных ручным способом
4. ОЦЕНКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ БЕЗОТКАЗНОСТИ ПЕЧАТНОГО УЗЛА
.1 Уточнение исходных данных, используемых для прогнозирования эксплуатационной безотказности элементов
Уточненный расчет показателей безотказности функционального модуля, выполненного с использованием печатного монтажа. Печатная плата двухслойная с металлизированными сквозными отверстиями. Общее количество отверстий на печатной плате 816, из них металлизацию имеют 262 отверстий. Электрическое соединение модуля с РЭУ, в составе которого он будет функционировать, осуществляется посредством соединителя типа СНП68. Уровень качества элементов (компонентов), используемых в модуле, соответствует приеме "1" - приемке ОТК. Модуль предназначен для эксплуатации в составе подвижной аппаратуры категории исполнения УХЛ 1.1 по ГОСТ 15150-69. Заданное время работы, указанное заказчиком, составляет . Интересующие показатели безотказности - , и при = 95%.
Уточненные данные в таблице 4.1и 4.2 взяты из источника [1] и [3]:
Таблица 4.1 - Уточненные характеристики элементов РЭУ
ЭлементКоличество ИМС0,02815,51Конденсатор керамический0,022153Резисторы постоянные металлодиэлектрические0,044135Соединитель (розетка)0,004112,51МО на печатной плате15262Соединения пайкой волной15554
В таблице 4.2 сведены уточненные типоразмеры элементов РЭУ:
Таблица 4.2 - Уточненные типоразмеры элементов РЭУ
Элемент, компонентПозиционное обозначениеТипФункциональное назначениеКоличествоПримечаниеПредельная рабочая температураИМСDA1К140УД12прецизионный предварительный усилитель142 элементаКонденсаторыC1, С2, С3 К10-50бкерамический 3РезисторR1С2-33Нпостоянные непроволочные1РезисторR2С2-33Нпостоянный непроволочный1РезисторыR3, R4, R5С2-33Нпостоянный непроволочный3СоединительXS1СНП68электрический низкочастотный прямоугольный для печатного и объемного монтажа172 контакта, за время МО, пропаянные волной---262Количество отверстий -Соединения пайкой волной---554Дополнительно к МО пропаянных волной-
4.2 Определение коэффициента электрической нагрузки для активного элемента (конденсатор)
Для расчета коэффициента электрической нагрузки учитываются наиболее влияющие на надежность элемента факторы. Для конденсатора таковым фактором является напряжение. Для остальных же элементов выбираем рекомендуемые коэффициенты электрической нагрузки из диапазона [0,2…0,6].
Расчет для конденсатора:
так как максимальное выходное напряжение на усилителе равняется 10 В, то из этого следует что оно будет максимально падающим на конденсатор. Из технических условий на конденсатор, находим предельно допустимое рабочее напряжение: 25 В [4]. Из этого следует что:
В таблице 4.3 сведены значения коэффициента нагрузки всех элементов:
Таблица 4.3 - Значения коэффициента нагрузки элементов РЭУ
ЭлементС1С2С3R1R2R3, R4, R5DA1XS10,40,40,40,40,40,40,350.5
4.3 Расчет параметров безотказности элементов РЭУ
Определим максимальную температуру элементов в составе РЭУ. Для учета влияния температуры на эксплуатационную интенсивность отказов элементов принято во внимание верхнее значение предельной рабочей температуры (), соответствующее РЭУ исполнения УХЛ 1.1 по ГОСТ 15150-69, и возможное увеличение предельной рабочей температуры на значение за счет нагрева (солнечными лучами) РЭУ и, следовательно, модуля в составе РЭУ (см.п.5.4 ГОСТ 15150-69).
Предельная рабочая температура теплонагруженных элементов (ИМС, мощные резисторы) определена как:
где - перегрев в нагретой зоне печатного узла.
Предельная рабочая температура нетеплонагруженных элементов (конденсаторов, слабонагруженных резисторов, соединитель) подсчитана как:
где - средний перегрев воздуха внутри конструкций РЭУ.
Рассчитаем поправочные коэффициенты моделей эксплуатационной интенсивности отказов и полученные результаты занесем в таблицу 4.4:
Для интегральных микросхем вычисляется по формуле:
(4.1)
Для резистора вычисляется по формуле:
(4.2)
Для конденсатороввычисляется по формуле: