Надежность комплектующих

April 26, 2012 by admin Комментировать »

Надежность – вещь, которой никак нельзя пренебрегать! В целом, современные компоненты весьма надежны, но бывают ситуации, когда вследствие неправильного использования, что-то быстро выходит из строя. Обычно каждый элемент имеет некоторый набор максимально допустимых параметров, и эти числа нужно обязательно учитывать.

Принцип здесь простой: чем "легче жизнь" элемента

–               чем дальше он от предельно допустимых значений – тем дольше он живет. Про полупроводниковые элементы говорят, что переход от работы при максимальном значении одного из параметров на работу при 90% от этого максимального значения (то есть "облегчение жизни" на 10% от предела) увеличивает его срок службы в 10 раз. Долговечность некоторых конденсаторов гарантируется, если напряжение на них не превосходит 70% от максимального.

Ситуация, когда максимальное значение принимают сразу два параметра – вообще недопустима!

Значит ли это, что если элементы нагружать не более чем на 30% (использовать комплектующие с трехкратным запасом), то надежность устройства сильно возрастет? Нет, это не так, такой запас является излишним. Надежность элемента сохраняется достаточно высокой при работе в режимах примерно до 70…80% от максимального. Естественно, что эти 70…80% соответствуют самым худшим условиям работы – наибольшим значениям напряжений, токов, температур. Причем, если к максимальным значениям приближаются сразу несколько параметров, то нагрузку на элемент надо снижать. Как правило, элемент сохраняет максимальную надежность, если все его параметры не превышают 70% от максимума. Из этого и будем исходить.

Кроме значений напряжений и токов, деградацию полупроводниковых приборов и электролитических конденсаторов вызывает повышенная температура. При конструировании устройства следует помнить, что температура корпуса полупроводникового прибора (особенно, если корпус пластмассовый) всегда ниже, чем температура кристалла. Поэтому перегрев может иметь место и при относительно невысокой температуре корпуса. Особенно ярко это выражается при импульсном характере работы элемента. Например, у выпрямительного диода температура корпуса примерно пропорциональна среднему току через диод, а максимальная температура кристалла (в зоне n-р перехода) – максимальному току, который в разы больше.

Электролитические конденсаторы обычно выпускаются двух вариантов: для работы при температуре до 85 градусов и для работы при температуре до 105 градусов. Высокотемпературные конденсаторы обычно крупнее и дороже аналогичных низкотемпературных. При работе конденсатора в выпрямителе, когда ток через конденсатор протекает короткими мощными импульсами, температура внутри конденсатора превышает температуру его корпуса. Поэтому требование к запасу по температуре окружающей среды актуально. Этот запас должен составлять не менее 20% от максимальной рабочей температуры.

Деградация компонента вследствие неправильных режимов работы не всегда приводит к его отказу. Иногда случается, что компонент остается работоспособным, но его свойства значительно ухудшаются. Так, напри-

мер, происходит с электролитическими конденсаторами. При этом блок питания не обеспечивает требуемого качества питания, а мы грешим на усилитель, что он плохо играет…

Источник: Рогов И.Е. Конструирование источников питания звуковых усилителей. – Москва: Инфра- Инженерия, 2011. – 160 с.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты