固体继电器可靠性预计的新方法.pdfVIP

2002年中国电子学会第十二届电子元件学术年会论文集 固体继电器可靠性预计的新方法 王庚林 北京市科通电子继电器总厂100054 299B一98所采用的一种新的固体继电器可靠性预计 摘要论文介绍了已被国军标GJB／Z 方法的提出过程、构架，基本失效率和各调整系数的取值，进行了不同方法的预计结果分析，并 提出进一步11}改建议． 关键词固体继电器可靠性j氟照新方法^ 1．序 299B的过程 299A--91《电子设备可靠性预计手册》进行换版、编写GJB／Z 在对GJB／Z 中，作者于1996年10月11月先后收到了编写组负责人杨家铿研究员寄来的信和资料，邀请 参与工作，对“征求意见稿”进行审阅，提出修改意见和相应数据。 在统计分析了截止当时的北京市科通电子继电器总厂(以下简称科通厂)固体继电器在 筛选、试验和应用中的失效和可靠性数据，并综合研究了相关文献后，作者于1996年12月 向编写组寄出了第一份“修改建议”及“编制说明”，在1997年元月洛阳研讨会上与编写组 多位专家商讨之后，于1997年2月寄出了第二份“修改建议”。 299B作为其 设备可靠性预计》，将固体继电器(建议中还包括固体时间继电器)纳入G3B／Z 299A和MIL—HDBK一 “5．1．8．2”节，并建议在“5．1．8．2”节中对固体继电器除采用GJB／Z 217E／F的“元器件应力分析可靠性预计法”和“元器件计数可靠性预计法”两种基本方法， 鉴于MIL—fIDBK一217E／F的第三种方法一“近似模型”过于简单和粗糙，作者提出了“使用 应力预计法”。 2．美国军用规范中固体继电器可靠性预计方法的分析 节中，均规定了固体继电器的可靠性预计方法。二个版本的描述形式有所不同，但可靠性预 计方法(模型)是基本相同的。 以217F为例，在其“13．2”节规定： “预计固体继电器最精确的方法是将构成继电器的单个元件失效率相加。根据分析者对 使用元器件有关知识的(掌握)程度，单个元器件的失效率能够由本手册中提供的模型(应 力分析法)或附录A所给的元器件计数方法算出。如果信息不充分，可使用下面的近似模型： (失效率／106小时)” ^P=^bⅡaⅡE 接着217F规定了固体继电器的基本失效率^b、．两档质量系数Ⅱ口和14种环境系数ⅡE． 217E／F所规定的固体继电器元器件应力分析可靠性预计法，能得出最为精确的预计结 果。这时分析(预计)者必须掌握固体继电器的电原理图、元器件清单(含质量等级)等设 计信息．以便能分析出在电子设备应用中固体继电器内每一元器件所承受的电应力、温度应 310 力，并与额定值相比较。要充分掌握这些信息，对许多分析者，对电子设备的设计师，通常 是难以作到的。 元器件计数可靠性预计法，能给出一定精确性的预计结果。这时分析者需掌握固体继电 器的元器件清单(含质量等级)，这通常也不是容易作到的。重要的是，采用这种模型，既没 有考虑到继电器设计中各元器件所承受的应力，也没有考虑固体继电器在电子设备中承受的 应力，也就是说，没有考虑固体继电器和电子设备设计中常用的降额设计、冗余设计等常用 的可靠性设计方法，因此某预计的精确性必然大打折扣。 第三种方法一一近似模型，除较好的考虑了固体继电器的14种不同应用环境外，只分了 二个质量等级，再没有考虑更多豹信息。因此其预计的精确性差、可信度低。 3．使用应力可靠性预计法的构架 采用什么方法(模型)来取代美国军用规范中的“近似模型”昵?作者认为，设计建立 新方法应遵循如下二个原则。 第一，改版编写的是‘电子设备可靠性预计手册》，是为电子设备和系统的可靠性预计提