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
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-І |
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 |
' |
|
|
|
<о |
' 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