Расчет надежности устройства

KM – коэффициент, зависящий от  значения номинальной мощности  элемента, и возрастающий с ростом  максимальной рассеиваемой на  элементе мощности.

KЭ – коэффициент, зависящий от жесткости условий эксплуатации.

КР – коэффициент режима работы, зависящий от электрической нагрузки и температуры корпуса элемента.

Для расчета вероятности отказов конденсаторов будут использоваться такие коэффициенты, как:

KС – коэффициент, зависящий от значения номинальной емкости элемента, и возрастающий с ростом значение емкости.

KЭ – коэффициент, зависящий от жесткости условий эксплуатации.

КР – коэффициент режима работы, зависящий от электрической нагрузки и температуры корпуса элемента.

Для расчета вероятности отказов диодов и транзисторов сборок будут использоваться такие коэффициенты, как:

KФ - коэффициент, учитывающий функциональный режим работы прибора.

KД – коэффициент, зависящий от значения максимально-допустимой нагрузки по мощности.

KU – коэффициент, зависящий от  отношения рабочего напряжения  к максимально-допустимому.

KЭ – коэффициент, зависящий от жесткости условий эксплуатации.

КР – коэффициент режима работы, зависящий от электрической нагрузки и температуры корпуса элемента.

Для расчета вероятности отказов соединений пайкой волной будет использоваться коэффициент:

KЭ – коэффициент, зависящий от жесткости условий эксплуатации.

 

3. Расчет показателей безотказности  ЭУ

 

3.1 Уточнение исходных данных, используемых  для расчета эксплуатационной  безотказности элементов

 

Численные значения коэффициентов, необходимых для расчета безотказности работы устройства приведены в таблице 3.1.

 

Таблица 3.1– Коэффициенты нагруженности элементов

Позиционное обозначение	Количество nj	λОГ(λ6)х10-6 1/ч	Значение поправочного коэффициента
			KP	КФ	КД	KU	KC	КМ	КR	KK	Кn	КЭ
R1-R5	5	0,132						0,7	0,7			2,5
C1-C2	2	0,52					0,2С0,23					2,5
C3	1	0,065					0,4С0,12					2,5
VD1-VD2	2	0,728		1	0,6	0,7						2,5
VT1-VT2	1	0,352		0,7	0,5	0,5
Печатая плата	1	-										2,5
Соединения пайкой волной	26	0,00034										2,5

 

 

3.2 Выбор и обоснование элементов  ЭУ

 

При расчете эксплуатационной безотказности РЭУ будем считать, что схемотехническое исполнение устройства "Источник питания" таково, что все элементы работают в типовых электрических режимах.

Приведем характеристики основных элементов схемы:

а) Резисторы

 

Таблица 3.2 – габаритные размеры резисторов

Тип	Размеры, мм				Мах рабочее напряжение
	Н	D	L	d
С2-34-0,125 Вт	6.0	2 3	28	0.60	250

 

 

Рисунок 3.1 – Цветовая маркировка резисторов

 

Цвет	1, 2 знач. номинала	Степень	Точность
ЧЕРНЫЙ	0,0	1
КОРИЧНЕВЫЙ	1,1	10	+1(F)
КРАСНЫЙ	2,2	100	+2(G)
ОРАНЖЕВЫЙ	3,3	1К
ЖЕЛТЫЙ	4,4	10К
ЗЕЛЕНЫЙ	5,5	100К	+0,5(D)
СИНИЙ	6,6	1М	+0,25(С)
ФИОЛЕТОВЫЙ	7,7	10М	+0,10(В)
СЕРЫЙ	8,8		+0,05(А)
БЕЛЫЙ	9,9
ЗОЛОТОЙ		0,1	+5(J)
СЕРЕБРЯНЫЙ		0,01	+ 10(К)

 

 

б) Конденсаторы

Конденсатор К10-73. Технические параметры:

 

Рисунок 3.2 – Габаритные размеры конденсаторов

 

Таблица 3.3 – технические параметры конденсаторов

Тип	К10-73
Рабочее напряжение,В	50
Номинальная емкость, мкФ	10
Допуск номинальной емкости,%	20
Рабочая температура,С	-40...85
Выводы/корпус	радиал. пров.
Диаметр корпуса D, мм	5
Длина корпуса L, мм	11

 

 

Таблица 3.4 - Габаритные размеры конденсаторов

WV(SV), В	6.3(8)		10(13)		16(20)		25(32)		35(44)		50(62)		63(79)
С, мкФ	D x L	mA	D x L	mA	D x L	mA	D x L	mA	D x L	mA	D x L	mA	D x L	mA
0.47											4x7	4	4x7	5
1											4x7	9	4x7	11
2.2											4x7	19	4x7	21
3.3											4x7	24	4x7	26
4.7									4x7	24	5x7	29	5x7	33
10					4x7	29	5x7	32	5x7	36	6x7	44
22	4x7	34	5x7	38	5x7	45	6x7	51	6x7	60	8x7	65
33	5x7	42	5x7	47	6x7	60	6x7	65	8x7	72
47	5x7	50	6x7	65	6x7	70	8x7	78
100	6x7	77	6x7	87	6x7	90
220	8x7	130	8x7	140

 

 

Конденсатор КМ-50

Тип конденсатора	Группа по температурной стабильности	Диапазон номинальных емкостей, пФ	ном raquo;	Интервал рабочих температур.	Минимальная наработка, тыс. ч
КМ-6 (А)		120..-2700		-60... 4-85	10,0
КМ-6(А)		22 000-.. 10*		-60. .+85
КМ-6 (Б)		120..-5100		-60.. .+85
КМ-6 (Б)		22000...	35 (25)	-60...+85
		2,2 . 10 laquo;

 

 

Информация об элементах (компонентах) схемы соответствует таблице 3.2.

 

Таблица 3.2 – Элементы и компоненты, входящие в устройство

Элемент, компонент	Позиционное обозначение	Тип	Функциональ-ное назначение	Количество	Примечание	Типоразмер элементов
Резистор	R1-R5	C2-34	Нагрузка	5	R=20Ом±5% P=0,125Вт	8х3х3
Конденсатор	С1-С2	К10-73	-	2	25В	5х5х7
Конденсатор	С3	КМ	Сглаживаю-щий	1	25В	7х2х6
Диоды	VD1-VD2	КЦ407	Двухполупе-риодный выпрямитель	2	-	4х8х4
Транзисторы	VT1-VT2	КТ646Б	Ключевой	2	-	9х9х6
Металлизированные отверстия, пропаянные волной	-	-	-	260	-	-

 

 

3.3 Определение коэффициентов электрической  нагрузки элементов

 

Определяем коэффициенты электрической нагрузки элементов из литературного источника [1]:

Для резистора КР – определяется по формуле:

 

 

где t – температура окружающей среды (корпуса элемента), 0С;

КН – коэффициент электрической нагрузки резистора по мощности

 

;

A, B, NT, G, NS, J, H – постоянные коэффициенты.

 

 

Для конденсаторов КР – определяется по формуле:

 

 

где tокр – температура окружающей среды (корпуса элемента), 0С;

КН – коэффициент электрической нагрузки конденсатора по напряжению

 

;

;

 

A, B, NT, G, NS, H – постоянные коэффициенты.

 

 

Для диода КР – определяется по формуле:

 

 

где tокр – температура окружающей среды (корпуса элемента), 0С;

КН – коэффициент электрической нагрузки

 

;

 

A, NT, ТМ, L,   – постоянные коэффициенты.

 

 

Для транзистора КР – определяется по формуле:

 

 

где tокр – температура окружающей среды (корпуса элемента), 0С;

КН – коэффициент электрической нагрузки

 

;

 

A, NT, ТМ, L,   – постоянные коэффициенты.

 

 

3.4 Результаты расчета эксплуатационной  безотказности устройства

 

Пользуясь картами электрических режимов, находим коэффициенты электрической нагрузки элементов. Считаем, что полученные данные соответствуют значения, указанным в таблице 2.2.

 

Таблица 2.2 – Расчет эксплуатационной безотказности элементов устройства

Позиционное обозначение	Количество nj	KH	λОГ(λ6)х10-6 1/ч	Вид математической модели расчета	Значение поправочного коэффициента															njλЭj,x10-6 1/ч
					КИС	KP	Кt	Ккорп	Кλ	КФ	КД	KU	KC	КМ	КR	KK	Кn	КЭ
R1-R5	5	0,4	0,132			0,479								0,7	0,7			2,5	4,379	2,89
C1-C2	2	0,4	0,52			0,453							0,2С0,23					2,5	10,4	10,825
C3	1	0,4	0,065			0,108							0,4С0,12					2,5	3,24	0,21
VD1-VD2	2	0,4	0,728			0,081				1	0,6	0,7						2,5	4,881	7,106
VT1-VT2	2	0,4	0,352			0,086				0,7	0,5	0,5						2,5	4,286	4,526
Печатая плата	1	-	-															2,5	2,5	3,52*10-3
Соединения пайкой волной	26	-	0,00034															2,5	2,5	0,0221