Доставка цветов в Севастополе: SevCvety.ru
Главная -> Силовые полупроводниковые приборы

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 [113] 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143

\ \ " 1 \ 1 1

\ 1 1

ПериоЗ npuA период нормальной, рабатки \ эксплуатации

Период старения

1 1

Рис. 8.4. Общий вид зависимости ИО элементов

" (V от времени

немного, то НО мере их изъятия из совокупности («выжигание» дефектов) надежность всей партии улучшается. Отказы в течение периода нормальной эксплуатации принято объяснять причинами случайного характера (перегрузки и т. п.), а также скрытыми производственными дефектами или несовершенством конструкции, и, наконец, отказы во время периода старения чаще всего связывают с износом и старением элементов. Момент окончания периода приработки будем обозначать символом tb (от английского bum-in-выжигание), а момент начала периода старения-(от английского wearout-износ).

Во-вторых, в отличие от функции ИО графические изображения других функций {R, F, f) не обладают такой наглядностью. Так, если на рис. 8.4 изобразить функцию R{t), то она на всех участках будет монотонно убывающей и для определения наличия периодов приработки и старения, а также для определения моментов и потребуется применение специального математического аппарата, тогда как по графику зависимости ответы на эти вопросы во многих случаях очевидны.

Классификация режимов работы СПП по критерию надежности. Для того чтобы разобраться с многообразием перечисленных ПН, а также для успешного решения задач расчета надежности СПП в различных режимах необходимо ввести классификацию РЭ СПП с точки зрения их надежности. В соответствии с [8.7] все РЭ делят прежде всего на циклические и нециклические (стационарные). В циклических РЭ в качестве ПН выступает число циклов или повторений тех или иньк воздействий, вьщерживаемых приборами до отказа. В нециклических РЭ в качестве ПН выступает ВБР или ИО. Это деление отражает реально существующую систему ПН СПП. Объективной причиной ее возникновения является тот факт, что в нециклических режимах ПН есть функции непрерывного параметра - времени работы, тогда как значения ПН в циклических режимах зависят от дискретной переменной-числа циклов. 342



I Режимы эксплуатации СПП I

Нециклические K,tg \

Циклические N

%=f(Tj,U/U„)

Режим термо-циклироВания

Режим импульснодо циклироВиния

Режим таковых перегрузок

1 1 1

1 Пс=Пйт)

Np=f(AT,s) 1 1 ts=f(Js) 1

Рис. 8.5. Классификация режимов эксплуатации СПП с точки зрения их надежности. (В нижнем ряду прямоугольников даны показатели, которые наиболее удобны для расчета надежности СПП в эксплуатации)

Физической основой данной классификации является отсутствие в нециклических режимах работы дбминируюпщх механизмов отказа, т. е. эти режимы характеризуются многообразием видов и причин отказов, их взаимодействием и взаимоналожением. В циклических режимах, напротив, существуют преобладающие механизмы отказов, причем но тому, какие именно механизмы являются доминирующими, циклические режимы удается разделить еще на три подгруппы. В итоге приходим к схеме классификации, в соответствии с которой все РЭ СПП делят на следующие режимы (рис. 8.5):

стационарный (или нециклический);

электротермоциклирования (далее просто термоциклирова-ние);

импульсного циклирования; •

токовых перегрузок. : .

Под стационарным режимом понимают режим работы, в котором в качестве ПН используют ВБР или ИО, зависящую в первую очередь от средней температуры структуры Tj и загрузки приборов по напряжению U/Urm-

X=f{Tj, U/Urm),

где С/км=min(С/влм/ Urrm}; [/-амплитудное значение напряжения рабочей частоты, прикладываемого к прибору. Если к прибору прикладывается и прямое t/p, и обратное Ur напряжения, то U=max{UD, Ur}.

Под режимом термоциклирования понимают режим работы, в котором в качестве ПН используют число циклов Nc средней температуры структуры, выдерживаемое приборами до отказа и зависящее от амплитуды колебаний средней температуры за один цикл AT:

Nc=f{AT).



Под режимом импульсного циклирования понимают режим работы, в котором в качестве ПН используют число циклов Np мгновенной температуры структуры, выдерживаемое приборами до отказа и зависящее от амплитуды колебаний температуры «горячей точки» ДГ за один цикл:

Под режимом токовых перегрузок понимают режим работы, в котором в качестве ПН используют число импульсов тока или тока аварийной перегрузки Ns, выдерживаемое приборами до отказа и зависящее от амплитуды импульса тока Is.

Ns=f{Is).

Связь последних трех режимов с механизмами отказов следующая. Отказы в режиме термоциклирования определяются усталостными явлениями в контактных соединениях приборов, отказы в режиме импульсного циклирования-усталостными явлениями в «горячей точке» в окрестности управляющего электрода, отказы в режиме токовых перегрузок-накоплением повреждений в объеме структуры и в области контакта структуры с термокомпенсатором.

Рассмотрим последовательно зависимости ПН СПП от режимов работы сначала для нециклических, а затем для циклических режимов применения.

Нециклические режимы. Модели зависимости ИО СПП от времени и нагрузки. Как уже отмечалось, при стационарных внешних условиях зависимость функции ИО от времени имеет вид кривой, показанной на рис. 8.4. Создание модели надежности для функции ИО означает определение вида и параметров закона распределения отказов для каждого из участков кривой X{t). Прежде чем перейти к рассмотрению конкретных данных о моделях ИО для СПП, рассмотрим некоторые наиболее употребительные в теории и практике надежности законы распределения отказов.

В табл. 8.1 приведен необходимый минимум- сведений о наиболее часто встречающихся функциях распределения. В левой колонке дано название распределения и его условное обозначение. Во второй колонке приведены пределы, в которых может изменяться переменная t, и ограничения на параметры данного распределения. В третьей и четвертой колонках даны формулы для ВБР и ИО соответственно. В пятой колонке показан качественный характер функции [t) для данного распределения. В шестой колонке приведены среднее значение и дисперсия наработки до отказа, выраженные через параметры распределения. Заметим, что во всех распределениях вместо

Для диодов этот режим отсутствует.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 [113] 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143



0.0304
Яндекс.Метрика