Файл: Липчин Ц.Н. Надежность самолетных навигационно-вычислительных устройств.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.07.2024

Просмотров: 159

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ны превышать значений, приведенных в табл. 2. 3, а для резисторов типа МЛТ в табл. 2.4.

 

 

 

 

Т а б л и ц а

2.3

Средняя

интенсивность

отказов

резисторов

 

Тил резистора

Номинальная мощность

Предельно допустимое

Вт

 

рабочее напряжение

 

 

 

 

В

 

ВС-0,25

0,25

 

 

350

 

ВС-0,15

0,5

 

 

500

 

ВС-1

1

 

 

700

 

ВС-2

2

 

 

1000

 

ВС-5

5

 

 

1500

 

ВС-10

10

 

 

3000

 

 

 

 

Т а б л и ц а

2.4

 

 

Предельно допустимое рабочее

 

Номинальная

 

напряжение, В

 

Тип резистора

мощность,

 

 

 

 

 

Вт

при непрерывной

при импульсной

 

 

нагрузке

нагрузке

МЛТ-0,5

0,5

 

50

750

 

МЛТ

1,0

500

1000

 

МЛТ-ІІ

2,0

700

1200

 

Аналитическая зависимость между интенсивностью отказов резисторов, температурой окружающей среды и рассеиваемой мощностью Рр в интервале температур (—65ч—Н25°С) в условиях относительной влажности до 95% выражается соотношением [55]

В

 

- = е х р [(273° +

 

 

•*

н

 

 

 

*о + RtP?)

(273° +

t„ + RtPu)

 

где X— интенсивность

отказов

при данном

режиме;

XQ -

• интенсивность

отказов

при номинальной

мощ­

 

ности Р н и допустимой температуре

окружаю­

 

щей среды;

 

 

 

 

 

 

 

tu'

-температура

перехода;

 

 

 

 

 

to -

-температура

окружающей

среды;

 

 

tn-

-допустимая

(номинальная)

температура

среды;

Rt-

-тепловое сопротивление для теплоотдачи

с по­

 

верхности в окружающую

среду;

 

 

51


Pt — допустимая (номинальная) мощность рассеива­

Рѵ

ния;

 

 

 

— реально

рассеиваемая

мощность в

резисторе;

В — постоянная, определяемая по опытным данным.

В

результате

проведенных

исследований

оказалось,

что при выборе типа резистора

следует (см. табл. 2. 3) :

применять резисторы композиционного типа;

не использовать поверхностных резисторов с но­ миналами больше 0,5 МОм;

при повышенных требованиях к резисторам не при­ менять регулируемых резисторов;

при применении поверхностных резисторов предпо­ читать тип МЛТ.

Рабочая интенсивность отказов резисторов (в 1/ч1 определяется по формуле

Коэффициент нагрузки резисторов всех типов kH реко­ мендуется рассчитывать по формуле

 

,

Р ^ + Я_Эфф + Римп.ср

 

 

« н =

 

-

 

,

 

 

 

 

^доп Т У

 

 

где

Р= — мощность

постоянного

тока,

рассеиваемая

 

в рабочем

режиме;

 

 

 

Р _ э ф ф эффективная мощность

переменного тока,

 

рассеиваемая резистором в рабочем режи­

 

ме;

 

 

 

 

 

 

•Римп.ср среднее

значение

мощности,

рассеиваемой

 

резистором в рабочем импульсном режиме;

 

^доп ТУ—-допустимое по ТУ значение

рассеиваемой

 

резистором

мощности.

 

 

 

Полупроводниковые

диоды.

Высокая надежность по­

лупроводниковых диодов, как и других полупроводнико­

вых

приборов, обеспечивает их широкое применение в

HB.

Но их надежность зависит от качества изготовления

и главным образом от условий применения. Электричес­ кий режим полупроводниковых диодов определяется при­ ложенными напряжениями и протекающими в его цепях токами. Для определения допустимого выпрямленного тока / с учетом температуры окружающей среды можно воспользоваться зависимостью

г

/

I /

,

max — t

 

'max

I /

MI max 1

кр

 

 

*

 

52


где /max — наибольшее

значение выпрямленного

тока;

fnmax наибольшая

температура

перехода;

 

 

^п.кр — критическая

температура

окружающей

сре­

ды;

 

 

 

 

 

 

 

 

^ — нормальная температура окружающей

среды.

Электрический режим для полупроводниковых диодов

характеризуется

коэффициентами нагрузки,

 

определяе­

мыми по выпрямленному току и обратному

напряжению:

 

 

h

/ р а б

 

 

 

 

 

 

 

 

Iдоп Т У

 

 

 

 

 

 

 

,

м раб

 

 

 

 

 

 

 

"ни

>

 

 

 

 

 

 

 

 

"доп Т У

 

 

 

 

 

где / р а б

и

Мраб

выпрямленный

ток и обрат­

 

 

 

ное напряжение

в рабочем

 

 

 

режиме;

 

 

 

 

 

/доп Т У

и

"доп Т У — предельно

допустимые

по

 

 

 

ТУ значения выпрямленного

 

 

 

тока и обратного

напряже­

Транзисторы.

 

 

ния.

 

 

 

 

 

Наиболее характерными отказами

тран­

зисторов являются: увеличение со временем утечки тока между коллектором и эмиттером, изменение обратных токов коллектора, уменьшение коэффициента усиления по току а. Температурные условия довольно сильно вли- "яют на выходные параметры транзисторов. Допустимая мощность, рассеиваемая коллектором с учетом темпера­ туры окружающей среды, рассчитывается по формуле

 

р

п

^іі max

'

 

 

 

' m a x ,

o n o

»

 

 

 

 

J n max

Z K J

 

 

где

to — температура

окружающей

среды;

 

^птах наибольшая

температура

коллекторного

пе­

 

рехода;

 

 

 

 

 

Р т а х наибольшая

мощность,

рассеиваемая

кол­

 

лектором, при Г=20°С .

 

 

Для

транзисторов

коэффициент

нагрузки

 

и^вхцвх ~Ь ^*кмк

"

р

'

 

•Wo доп

Т У

где /вх"вх входная мощность в рабочем режиме;

53


IKUK — мощность, рассеиваемая коллектором в рабочем режиме;

^'одоп ту —допустимая по ТУ мощность, рассеивае­ мая с учетом температуры окружающей среды и давления в рабочем режиме.

kn

Коэффициент

электрической нагрузки

транзисторов

особенно сильно влияет на интенсивность отказов пос­

ле

достижения

некоторого критического

значения /гн.кр,

связанного с температурой окружающей среды экспери­ ментальным соотношением

где

to — температура

окружающей

среды;

 

^шах — наибольшая

допустимая

по Т У температура

 

окружающей среды.

 

 

Для повышения надежности полупроводниковых схем

не

следует располагать

транзисторы

вблизи нагреваю­

щихся элементов схемы; производить пайку и изгиб вы­ водов на меньшем, чем указано ß справочниках, расстоя­ нии от корпуса диода или транзистора (обычно не менее 10—12 мм); превышать установленные техническими ус­ ловиями предельные электрические режимы.

Конденсаторы. Наиболее характерным видом отказов конденсаторов является пробой диэлектрика. В зависи­ мости от материала диэлектрика различают конденсато­ ры различных типов.

Керамические .конденсаторы (КПК, КТК, КДК) до­ вольно стабильны при изменении температуры, но нена­ дежны при влажности свыше 90%. Поэтому при работе в условиях повышенной влажности применяются герме­ тизированные керамические конденсаторы КГК. Среди слюдяных конденсаторов наибольшей надежностью, об­ ладают конденсаторы ОКСО с увеличенной толщиной диэлектрика. В условиях повышенной влажности ста­ бильно работают конденсаторы СГМ и КСГ.

В случае когда необходима большая емкость при низ­ ком рабочем напряжении и малых размерах, применяют металло-бумажные конденсаторы МБМ и МБГ, облада­ ющие важным свойством самовосстанавливаемости. При использовании конденсаторов этого типа уменьшается число зависимых отказов.

В депях с широким частотным диапазоном, когда не­ допустимы утечки тока, используются пленочные конден-

54


саторы. Основным недостатком пленочных конденсаторов является их низкая теплостойкость (до + 7 0 ° С ) . В насто­ ящее время уже изготавливаются конденсаторы с лавса­ новым и фторопластовым диэлектриком с повышенной теплоустойчивостью (до +250°С) . ;

Электролитические конденсаторы при работе в цепях постоянного тока обладают большой удельной емкостью.

Но сильная

зависимость

их емкости

от

температуры

окружающей

среды (при

+60° С

их

емкость

падает на

16—50%, при

— 4 0 9 С — до

нуля)

сильно

ограничивает

сферу их применения.

 

 

 

 

 

kn опреде­

Для конденсаторов коэффициент

нагрузки

ляется как отношение фактического

(рабочего)

напряже­

ния на конденсаторе к допустимому по ТУ:

,и факт

/ г н =

.

 

м лоп ТУ

За фактическое (рабочее) напряжение принимается постоянное, переменное или импульсное напряжение в зависимости от режима эксплуатации конденсатора. В общем случае-коэффициент нагрузки kn определяется по формуле

 

_

" _

+ " ~ + "имп

 

 

 

«н—

'

 

 

 

 

 

м допТУ

 

 

где

ы= — постоянное

напряжение,

приложенное

к

 

конденсатору;

 

 

 

и~ — амплитуда

переменного

напряжения, при­

 

ложенного к конденсатору;

 

 

"имп — импульсное

напряжение,

приложенное

к

 

конденсатору;

 

 

"дои ту —напряжение, допустимое

по ТУ.

 

При проектировании аппаратуры следует предусмат­

ривать

облегченные

расчеты работы конденсаторов с

kB

не более 0,8. Средняя интенсивность отказов конденсато­

ров

различных типов по данным [35] приведена

в

табл.

2. 5.

 

Трансформаторы и дроссели. Сильное влияние на

на­

дежность трансформаторов и дросселей оказывает влаж­ ность окружающей среды. Поэтому для повышения их надежности необходимо обеспечивать высокую степень герметизации и пропитывать обмотку влагозащитными материалами. Повышение температуры окружающей сре-

55