電路的可靠性設計范例6篇

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電路的可靠性設計范文1

關鍵詞:課程教學;目標設計;內容設計

中圖分類號:G712 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2014)15-247-01

一、課程目標設計

《鐵路行車組織》是一門實踐性、技術性較強的課程,分三個學期完成。其中第一學期共包括 “鐵路行車工作認識”、“調車工作”、“行車閉塞法”三部分。主要能力是熟練記憶列車車次、掌握排風摘管、觀速觀距、中間站調車作業計劃編制的基本方法和技能、能夠正確填寫路票。

1、能力教學目標:(1)通過列車車次的學習,訓練學生根據列車車次,判斷列車種類、等級的能力;(2)通過中間站調車作業計劃編制,訓練學生的綜合分析和解決問題能力;(3)通過排風摘管、觀速觀距等基本技能的學習,訓練學生實踐動手能力;(4)通過課堂提問、課堂討論、課后作業、綜合模擬訓練等教學環節培養學生的語言表達、團結協作等能力,提高學生嚴謹務實、吃苦耐勞等綜合素質。

2、知識教學目標:(1)熟練掌握車站及列車的等級劃分、列車車次特點;(2)掌握牽出線調車及駝峰調車的作業方法;(3)熟練掌握排風摘管、觀速觀距等調車作業基本技能;(4)熟練掌握中間站調車作業計劃的編制方法。(5)掌握行車閉塞法的行車憑證。

3、素質教育目標:(1)具有熱愛所學專業、愛崗敬業的精神和較強的安全意識;(2)具有勝任調車工作的良好業務素質和健康的身心;(3)具有良好的溝通能力和團隊協作精神。

二、課程內容設計

課程教學的內容可以概括為車站、列車的定義及分類,列車車次的特點,牽出線調車及駝峰調車的作業方法,中間站調車作業計劃的編制方法,行車閉塞法,教學總學時為68學時。

三、教學方法設計

本課程在教學過程中,根據課程內容和學生特點,靈活運用模塊式教學、任務驅動、情境教學、小組討論、啟發引導等教學方法,引導學生積極思考、樂于實踐,提高教、學效果。

1、模塊式教學

我們將《鐵路行車組織》(第一學期)課程的知識點進行整合,將教材中使用的3個章節整合成為3個教學模塊,在教學中根據不同的教學模塊確定教學內容,根據不同教學內容靈活采用不同教學方法。

2、任務驅動教學

工學任務決定課程改革的成敗。任務驅動法主張課堂以學生小組為中心,以問題或任務驅動形成師生互動、生生合作的探究式學習氛圍。要按工作過程與職業能力設計切實可行的工作任務,任務選取突出可操作性,以分總式由簡單到復雜帶動課程學習。例如,課程要求學生會編制中間站調車作業計劃,為了使學生對中間站調車作業計劃有一個感性的認識,我們在教學時選取一個中間站的實際情況,讓學生自己去思考、探索怎么解決,解決的辦法當然就是要用到調車作業計劃。由具體任務引入知識點,學生學習目的明確,興趣較高。

3、注重實踐教學,培養學生實際應用能力

在教學中應運用案例教學、模擬演練、校內外實訓基地訓練等教學方式培養學生實踐能力,倡導和組織學生結合課程內容參加社會實踐活動和實習,提高學生的職業判斷能力和實踐動手能力。

四、第一節課設計概要

1、導入新課(20分鐘):(1)自我介紹:教師進行自我介紹,增進與學生的相互了解,拉近與學生的距離。(2)《鐵路行車組織》課程介紹,告知學生本門課程的整體結構、本學期需要完成哪些、考核方式及能力訓練項目,讓學生對本門課程形成整體印象。(3)學生進行分組(每組6-7人),假設每小組是一個車站,選組長(小組成員輪任制),為每個車站指定站名。(4)展示上屆學生的成果(如:實訓成果和期末考試情況等),使學生對本門課程有較全面和深入的認識。(5)交代該門課程所要達到的能力目標、知識目標和素質目標。

2、講授新課(60分鐘):(1)交通(鐵路)運輸業產品

提出問題:知道什么是產品嗎?說說服裝廠的產品是什么?鋼鐵廠的產品是什么?那么想想交通(鐵路)運輸業產品的是什么。從學生的回答引出問題:交通(鐵路)運輸業產品

(2)鐵路運輸的特點

用具體實例,提出問題,讓學生思考,引入知識目標:鐵路運輸與其他四種運輸方式相比,有哪些特點?用自己的話說說。通過具體的數據、案例進行講解,多與學生溝通,及時了解他們的理解情況。

(3)鐵路運輸生產過程鐵路是怎樣生產產品的?是通過什么方式來實現的。分客運和貨運兩個方面進行講授。

(4)鐵路運輸生產管理辦法這部分內容的講解,應注意與實際情況結合,簡要介紹即可。

3、總結(5分鐘):通過課堂提問和內容提要的形式小結本次課的主要內容。強調教學重點和難點。

5、布置作業(5分鐘)

電路的可靠性設計范文2

【關鍵詞】電子設備;可靠性;降額設計;熱設計;潛電路

1.引言

要使電子設備具有預期的可靠性,就必須使所有的相關人員了解可靠性知識,有意識地共同做好可靠性工作。本文基于這一方向,進行了電子設備的可靠性設計技術分析。

2.電子設備的可靠性設計技術

2.1 電子設備可靠性預計

電子元器件壽命服從指數分布是其設備的一個最大特點,也就是故障率是常數。因此,它的可靠性指標可以通過公式進行預測。構成電子設備的元器件都具備較高的標準化,包括:電阻、電容、二/三極管以及集成電路等,而目前已經積累了很多標準元器件方面的試驗與統計數據,現有的預計標準與手冊是比較成熟的。國家軍用標準GJB/Z 299A-91《電子設備可靠性預計手冊》適用于國產電子元器件的預計,而美國軍標MIL-HDBK-217E《電子設備可靠性預計》則適用于進口電子元器件的預計。

2.2 電子元器件的選擇與控制

要是系統的可靠性得到保障,元器件規格種類與保障費用減少,最有效的一個措施就是對電子元器件的選擇與控制。

企業在選擇與控制電子設備元器件時應根據可靠性要求采取相應的措施,通常需要注意的是:

(1)建立元器件采用的控制機制;

(2)針對元器件控制制定相應的方案,控制所有元器件的使用,編制元器件選擇清單;

(3)在選用轉承制方的元器件時要進行相應的控制;

(4)必要時進行相應的應力篩選。篩選方法參考本文第六節。

2.3 電子元器件的降額設計

降額設計的目的是使電子元器件的工作應力比所規定的額定值低,以使基本故障率降低,從而保證系統的可靠性。電應力與溫度應力對其故障率的影響較為明顯,所以,在電子產品的可靠性設計中,使用最多的一個方法就是降額設計。

所有的電子元器件都有最適宜的降額范圍。這個時候,它的失效率由于工作應力的變化而受到的影響是最大的,也便于設計,同時,設備的重量與體積以及成本等都相對較小。

在電子元器件最適宜的降額范圍內,其降額等級可分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級,降額等級中最大的是Ⅰ級降額,其次是Ⅱ級,最小的是Ⅲ級。如果所發生的故障會對整個系統的安全造成威脅并會導致嚴重的后果,則要采用Ⅰ級降額;而所需成本與可靠性增長效果最大就是Ⅲ級降額。

2.4 電子元器件的熱設計

熱設計的基本任務是:在滿足性能要求的基礎上使設備內部盡量少產生熱量與熱阻,選擇恰當的冷卻方式。

熱設計的基本步驟:

(1)第一步要明確設備的損耗、發熱量、設備規格與所處環境等多個設計條件;

(2)確定設備的冷卻方式,并對滿足原始條件與否進行檢查;

(3)對相關構件進行熱設計,如:元件、線路、印制電路板以及機箱;

(4)檢查要遵照熱設計檢查表,對于是否滿足設計要求進行確定。

2.5 電子元器件的冗余設計

冗余指的是系統中有一種以上的手段來執行同類指定功能的能力。進行冗余設置有助于系統可靠性的提高,但系統卻同時會變得更加的復雜性,重量與體積也會更大。有一種觀點是:當采取了相應的方法之后,如簡化設計、降額設計等,還是滿足不了系統的可靠性要求,再選擇冗余。另一種觀點是:當預算與進度都不是很寬裕的時候,可選擇較為成熟的冗余技術,這樣可以更好的提高系統的可靠性。所以,要根據具體的場合來決定是否使用冗余。

并不是任何場合都適合采用冗余的,通常使用效果比較好的是在層次較低以及較為關鍵的環節。不能忽視的一點是,采用部分冗余技術需要加強對故障的檢測,以及增設其通道切換裝置,只有當其失效率比受控部分小的多的時候,冗余技術的優勢才能得到體現。

冗余設計的主要任務:冗余等級、類型、配置方案以及管理方案的確定。

2.6 電子元器件的電磁兼容設計

系統的電磁兼容性指的是系統中各電氣及電子系統、分系統、儀器設備以及元件等,在執行任務過程中所遇到的所有電磁環境中,不降低性能、參數在允許的范圍內,還可以進行有效有序地工作的性能。

電磁干擾主要來自于功能干擾源、非功能干擾源以自然干擾源這三類。根據傳播途徑可將其分為傳導干擾源與輻射干擾源兩類;根據頻帶則可將其分為窄頻帶干擾與寬頻帶干擾兩類。

為了使系統具備電磁兼容性,那么在總體設計過程中就要使以下幾個問題得到良好的解決:頻率與頻譜、信號電平以及阻抗的選擇;恰當的布置儀器與電路。在設計電磁兼容中的許多環節需要采取相應的措施,如:接地、屏蔽、濾波、儀器電路與結構設計以及防靜電等。電磁兼容性的測試與驗證也是最后一個必不可少的環節。

2.7 電子元器件的潛電路分析

我們所說的潛電路就是在一定的條件下,電路中產生并非我們所期望的通路。它對系統的正常功能有抑制作用。對潛電路進行分析是為了找出影響正常功能的潛電路,以幫助我們對現有設計進行相應的改進。

如果要找出潛電路,首先要將存在于電路中的所有通路羅列出來。為了簡化這項工作,可將無關緊要的路徑略去,但連通電源與接地總線通路是不能略去的。由于這項工作量非常大,通常是需要用到計算機,因此,可基于這一點形成網絡樹。該網絡樹必須將各電源放置在各個網絡樹的最上端,大地是底部,同時,根據電流由上往下的規則對電路進行排列。通過網絡樹可對存在的潛電路進行確定。

在分析潛電路過程中,環境變化通常被認為是沒有影響的,部分硬件故障所引起的潛電路也無需識別。此過程中的元件自身的可靠性并不重要,重要的是系統各個元件之間的關系與影響。而此過程中,采用系統級與功能級圖并沒有詳細的生產圖與安裝圖的效果好。

3.小結

在可靠性設計中,首要問題是精選元器件,使之滿足長期穩定運行精度的要求。元器件的可靠性包括元器件的失效特性、失效機理,抗干擾性能,文中的分析顯然對該領域有借鑒價值。

參考文獻

[1]周長林,常青美,左秀彥,周琪.電子設備可靠性預測與設計[J].繼電器,2005(14):92-95.

[2]車永明.現代電子設備的可靠性設計技術[J].電子產品可靠性與環境試驗,2003(06):24-29.

[3]何曉薇.影響綜合化航空電子設備可靠性的因素及修正方法[J].航空維修與工程,2006(04):44-46.

電路的可靠性設計范文3

詳細分析了PCB/PCBA的可制造性以及可靠性設計中存在的問題,最后提出了實現PCB/PCBA的可制造性以及可靠性設計的有效舉措。

關鍵詞 PCB/PCBA;可制造性;可靠性;設計;舉措

中圖分類號 TN 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)021-0210-01

PCB/PCBA的可制造性和可靠性設計的提出有效的提高了電路工業設計的工藝水平,然而由于對PCB/PCBA的可制造性和可靠性設計的研究還缺少相對比較成熟的理論,所以在PCB/PCBA的可制造性和可靠性設計中還存在一些人為因素和技術上的問題,剖析問題的成因,提出有效的實現PCB/PCBA可制造性和可靠性設計的改進舉措具有非常重要的意義。

1 PCB/PCBA的概念

所謂的PCB/PCBA即印制電路板是在絕緣基材上,按預定設計,制成印制線路,印制元件或有兩者組合而成的導電圖形后制成的板。它作為元器件的支撐,并且提供系統電路工作所需要的電氣連接,是實現電子產品小型化、輕量化、裝配機械化和自動化的重要基礎部件,在電子工業中有廣泛應用。

2 PCB/PCBA的可制造性以及可靠性設計中存在的問題

2.1 鉆孔問題

工廠進行孔加工時,通過機械作業,工程部提供各種參數配置,在一塊覆銅板上,按照工程部提供的鉆孔參數圖進行各種孔的加工。實際上,在一塊PCB板上,孔徑不會完全一樣,因為有的孔是作為鍍通孔,而有的孔不需要鍍銅,這就導致了孔徑的大小的不同。同時PCB板上的孔都是毫米級的單位,這就對機器有了很高的精度要求。

盡管如此,由于線路過于密集,孔與孔之間距離過近等原因,孔鉆偏這一現象屢屢發生,而且一直占據著不良項目的最大比重。正如前文所描述的設計原則,孔到線的距離以及孔與孔之間的距離有一個最佳的推薦范圍,這值得設計者們關注并且在平時的設計里考慮進去。同時,焊盤的大小對這一問題也有一定影響,例如說,焊盤設計得較為寬大,那么即便是孔稍微鉆偏一點,也不影響PCB板的可靠性。當然,焊盤的設計更要考慮到整體板面的布局,不能因為這個原因而使得布線超過了密度所允許的范圍,而引起了另外的問題,以至于對PCB板的可靠性造成了同等的或者更大的影響。

2.2 沉銅問題

沉銅是PCB工序中一個非常重要的部分,在PCB生產中,雙面板以及多層板是生產最多的板型,而沉銅這一工序就顯得十分重要,他使得不同層次的板面連接起來,形成一個整體,因此,沉銅的成功率決定了PCB板生產的成品率的高低。

在前文已經介紹了,沉銅主要是通過化學反應讓板面的銅箔加厚,讓孔壁上留下一層薄薄的銅,以方便后面的電鍍工序。由于孔壁中需要鍍銅,這就決定了實際的孔徑大小與設計時的孔徑大小是不一樣的。而沉銅是通過化學反應來完成的,我們只能通過一些參數,比如問題,溶液濃度等,來控制沉銅的程度與進度,因此,這個精度就把握不是非常的精確,這就要求設計時,設計者們要充分考慮到這一工序客觀上存在的困難,來設計PCB的布線圖,從而使得加工出來的板的可靠性能達到最大可能范圍。

另外,因為PCB工廠的生產是規?;?,而不是個體化,這就決定了生產過程中,工人不可能將每一塊正在生產加工的PCB照顧到,因此,這就更加要求設計者們要充分考慮加工中的客觀困難。

2.3 工程資料問題

一般工廠在接到客戶的訂單以及布線圖后,需要將其轉化成能夠用于生產的各種圖紙,而隨著科技的發展,PCB的布線密度也越來越高,越來越精密,這對于工程師來說是一種考驗。

作為工程部的工程師,他們需要將原布線圖還原成幾份不同的資料,尤其是鉆孔圖,在設計中,孔是有不同的分類的,在多層板中,還有盲孔的分布,以及孔需不需要鍍銅的要求。為了提高PCB生產過程中的可靠性與成品率,就必須要求設計者們將各個層面劃分清晰,各種孔類標識清楚,布線規范合理,嚴格按照設計規范要求來操作,使各個設計參數達到標準。

2.4 蝕刻問題

同樣在前面提到過,蝕刻后的銅線路不是一個標準的長方體,這就要求了設計者在考慮通過線路電流強度的范圍時,要將其當成一個梯形的橫截面來看,也因為這個原因,線寬要比理論上的適當放寬。實際上,這一步工作在工程這一環節中已經做了,設計者們只需要考慮能否有足夠的地方讓工程部來將線寬擴充,因此,在設計時,兩線之間的距離必須留有足夠的余地。

3 實現PCB/PCBA的可制造性以及可靠性設計的有效舉措

3.1 采用數控鉆孔技術

在多層板和雙面板生產過程中,對鉆孔工序有下述三方面的要求:一是孔位準確;二是孔壁質好;三是生產效率高。

由于印制板表面安裝技術以密為核心,不斷向“薄、平”縱深發展,提高表面安裝印制板密度,主要方法之一就是減少導通孔的尺寸,因此鉆孔的發展趨勢主要是導通孔尺寸急劇減小;φ0.8mmφ0.5mmφ0.4mmφ0.3mmφ0.25mmφ0.15mm……孔的尺寸減小要求,影響數控鉆孔的設備及條件向更好的方向發展。

3.2 采用化學鍍銅工藝

化學鍍銅工藝主要包括雙面板和多面板兩種化學鍍銅工藝,其中雙面板化學鍍銅的工藝流程如下:

鉆孔板去毛刺清潔調整處理微蝕刻預浸處理活化處理加速處理化學鍍銅。其中多面板的化學鍍銅工藝流程和雙面板的基本相同,不同之處在于多層板去毛刺后要增加除孔內鉆污或凹蝕處理。

3.3 做好工程材料的審查

工程部的作用主要是將用戶提供的PCB布線圖通過軟件轉化成實際加工所需要的工程圖, 工程部在開始生產之前,必須要對客戶提供的PCB布線圖進行審核,看能否符合本公司工廠生產的技術指標和參數,以避免無效加工,浪費材料,對效率和利潤造成損害。

3.4 做好蝕刻工藝的施工

要選擇適合高密度印制電路板圖形蝕刻工藝方法是非常重要的。特別是蝕刻液的功能和蝕刻方式是確保電路圖形尺寸精度的關鍵。從當前所采用的工藝仍然以減成法為主流來說,電路圖形的抗蝕層有兩種,一種是有機膜、一種是抗蝕金屬鍍層。

4 結束語

本論文基于工廠實際生產的基礎上,在設計對制造過程中產生的可靠性問題進行了總結和分析??偟膩碚f,在制造生產過程中,造成不可靠性產生的原因大多是加工過程中設備、人工操作等因素引起的,但不缺少由于設計的不周密性而導致的制造中的不可靠性。

參考文獻

[l]張華文,劉永忠,李柳生.PCB設計的可制造性設計[J].工業設計,2010,05.

電路的可靠性設計范文4

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[5]IEC:International Electrotechnical Commission.IEC Guide 114. Environmentally conscious design Integrating environmental aspects into design and development of electrotechnical products[OL].May 2005. /document/abstract/RQDZHBAAAAAAAAAA.

[6]McAloone, T and Bey, N. Environmental improvement through product development - a guide[Z].Copenhagen:Techincal University of Denmark, 2009. ISBN 978-87-7052-950-1.

[7]Hammond, G and Jones, C. Inventory of Carbon and Energy (ICE)[OL].2006.bath.ac.uk/mech-eng/sert/embodied/.

電路的可靠性設計范文5

【關鍵詞】電子產品;電子系統;電源開關;可靠性;設計原則;研究

0.前言

現代科學技術水平不斷提升,電子產品的換新換代也十分迅速,人們生活水平的提高,各個企業的競爭壓力不斷加劇,對于各類電子產品的質量、可靠性等均有了較高的要求。電源開關是電子系統中極為重要的構成部分,且運行時間長,其可靠性直接關系到電子產品的質量。一般國際認為可靠性是在一定的環境條件中,及規定的時間內,完成相應功能的能力,該內容適應性較為廣闊,包括系統、設備、單元。其中故障的出現具有較大的隨機性,而需要在設計的過程中即考慮到其可靠性的因素,對其的研究是十分有必要的。

1.合理選擇電路拓撲

開關電源的拓撲形勢較為豐富,一般常見的類型包括單端反激式、正激式、雙單端正激式、雙管正激式、雙正激式、半橋式、推挽式、全橋式等。其選擇推挽式或者全橋拓撲時,可能會產生單向偏磁飽和的現象,損害到開關管,而半橋電路能夠自動抗不平衡,因此不會出現開關管損壞的情況。雙單端正激式、中單端正激式、單端反激式、推挽式的開關管的承壓能力是輸入電壓的兩倍,在使用過程中如果是以60%降額使用,開關管的選型存在一定的困難。雙管正激式、半橋電路開關管的承壓能力有限,一般是電源的最大輸入電壓,按照60%降額使用,開關管的選用范圍較為廣闊。如果是進行高可靠性工程中,應選擇雙管正激式和半橋電路開關管,質量較為良好[1]。

2.校正功率因數

開關電源在運行過程中會產生諧波,對電網造成一定的污染,其周圍的設備也會受到較大的影響,甚至損害到設備,影響其正常使用,或者在使用三相四線制的過程中,電流較大,容易出現事故,需要選擇功率因素校正能力的開關電源,保障其運行的安全性。

3.合理的供電方式

根據供電形式的不同,可以將供電方式分為兩個不同的類型,即集中式供電系統和分布式供電系統,二者的性質、特點、適應情況等均有較大的差異。其中分布式供電系統供電單元與負載的距離較近,優化了動態響應特性,且供電較為穩定,在傳輸過程中電能的損耗較少,效率良好,可靠性較高,也具有擴展功率的特點,因此一般電子系統會才采用分布式供電系統,設備的可靠性要求高也能夠達到標準[2]。

4.控制策略的制定

針對不用的情況 ,需要合理選擇電源開關的控制措施,才能到達良好的可靠性效果。如果電源的功率較小,一般情況下會采用電流型PWM控制,相較電壓型控制,其能夠逐周期對電流實施有效的限制,控制速度更快,且不會出現過流損壞開關管的問題,降低過載,防止出現短路的問題,且環路穩定,容易補償,紋波也較小,并電網電壓調整率良好,瞬態響應效率高。實踐證明,電流控制的50W開關電源,其輸出紋波約為25mV,電壓控制性開關電源比電壓控制型開關電源性能更加優越。由于開關損耗的影響,硬開關技術開關頻率一般不會超過350kHz,軟開關技術則是以諧振為基本原理,大幅度減少了開關的損耗,并能夠提高開關頻率,并達到兆赫級水平。運用了軟開關技術的變換器,其具有較多的優點,包括開關損耗低、恒頻控制、儲能元件尺寸良好的適應性、控制范圍較為廣闊、負載的范圍較大等,但是其有存在一定的局限性,即其無法應用于中小功率電源中,中小電源一般采用PWM技術,只能應用于功率較大的電源中[3]。

5.元器件的選用

元器件的各項質量、性能等對于開關電源的可靠性有著直接的決定作用,在選擇時需要嚴格遵循一定的原則,才能夠在保障開關電源的質量,具體原則有以下幾點:①嚴格做好質量控制元器件的質量因素引起的開關電源的失效與工作應力沒有直接的關系,因此需要選擇質量良好的元器件,元器件在使用前需要進行嚴格的檢驗,將質量不達標的排除掉;②按照規范嚴格篩選元器件 相較鍺半導體器件,硅半導體器件性能更加良好,因此應選擇硅半導體器件。盡量選擇集成電路,減少分立器件的數量,電路更加簡單,也能夠降低故障風險。開關管應選擇金氧半場效晶體管,其驅動電路更加簡單,損耗也更少。輸出整流管應使用二極管,其軟恢復性較為良好。金屬封裝、陶瓷封裝、玻璃封裝的器件相較塑料封裝的器件質量更加良好,因此需要避免使用塑料封裝的器件。一般情況不使用繼電器,如果條件限制,需要使用繼電器,應選擇接觸良好的密封繼電器。一般不使用電位器,如果需要保留電位器,需要對其實施同封處理。由于有高頻電流通過,容易升溫,需要吸收電容器與開關管和輸出整流管的距離不宜過大,且該類電容器需要屬于高頻,且損耗少,并能夠耐高溫。③應用環境因素 由于鋁電解電容在特殊的情況下,其外殼會被腐蝕,容量不穩定、漏電流增加等問題,包括潮濕的環境、鹽霧環境等,因此如果是處于艦船中,或者環境較為潮濕的情況下,盡量避免使用鋁電解電容。在航天電子設備的電源中,在空間粒子的轟擊下,電解質會被分解,因此也不適合于鋁電解電容的使用[4]。

6.設置保護電路

電子系統的開關電源需要在較為復雜的條件下穩定的運行與工作,并出現荷載電壓過大、過低、短路故障、高溫、浪涌沖擊等情況,因此需要設置不同的保護電路,使之能夠適應不同的運行環境,能在各種惡劣環境下可靠地工作,提升器運行的穩定性。

7.開關電源的損耗

元器件在工作過程中會出現損耗,運行了較長時間后,損耗較為嚴重會造成元器件的失效,該現象屬于自然損耗老化,工作應力對其沒有影響。鋁電解電容持續長時間處于高頻條件下運行,會使得電解液逐漸損失,容量也會隨之下降,如果電解液的損失量達到40%,容量則會減少20%;如果電解液的損耗量達到90%,容量則會減少40%,在該情況下,電容器芯子已處于干涸狀態,失去了使用功能[5]。

8.總結

電源開關作為電子系統中極為重要的構件,其需要長時間的連續運行,且面臨著較為復雜的運行環境。電源開關的特殊性,其無法進行相應的檢修,而僅僅只能日常維護,因此其也較為容易出現各種故障,直接影響到電子產品的正常使用,需要進行可靠性設計。本文僅從一般的角度分析了電源開關的可靠性設計,在實踐的設計活動中還需要設計人員結合實際的要求,不斷的提升設計水平,保障電源開關的可靠性,提升電子產品的質量,給企業帶來良好的經濟效益及社會效益。[科]

【參考文獻】

[1]徐小寧.開關電源可靠性設計研究[J].電氣傳動自動化,2009(03):27-31.

[2]姚洪平,劉億文,薛晨光.開關電源可靠性設計研究[J].電子制作,2013(17):39.

[3]周真,侯長劍,王芳,王麗杰.基于BP神經網絡的開關電源可靠性預計[J].電測與儀表,2009(01):64-68.

電路的可靠性設計范文6

關鍵詞:大壩自動檢測;可靠性設計;探究

中圖分類號:TV文獻標識碼: A

大壩自動檢測系統可以使人們了解大壩的日常信息,并且大壩的工作環境較為惡劣,通常把儀器設備擺放在了并無人煙的荒郊野嶺,沒有便利的交通,其氣候條件較差,同時沒有良好的生活工作環境。大壩信息是水庫可以運行的基本保障,同時汛期大壩信息可以直接影響著整個水庫的安全問題。大壩信息來源是依靠于大壩自動監測系統,其大壩自動監測系統所給出的信息能夠直接影響著大壩信息是否具有可靠性,所以,可靠性設計是大壩自動監測系統中的主要內容。

一、大壩自動監測系統的組成

其自動監測系統是以分布式來進行設計,系統大致分為上位機以、下位機以及交換機。其中上位機包含了數據庫服務器、數據采集計算機、數據管理計算機。而下位機則包含了交換機、PLC主站以及PLC分站和壓力傳感器。

二、可靠性的概念

(一)可靠性的含義

可靠性的實質是指在系統使用的期間內以及預計環境中使人們相信所設計的功能,同時其性能還能夠得到相應的保證。

首先,需要較為良好的使用功能。系統在使用的過程中,可以滿足設計中的功能要求以及指標,其中包含了數值的準確性,通訊的流暢性,功能的穩定性,對于自身診斷的有效性,分析數據的準確性,對于大壩的分析以及及時性。

其次,在使用的過程中其系統可以承受由于環境因素所帶來影響。例如潮濕、結露、結霜、結冰、日曬雨淋、高低溫所引起的銹蝕以及老化,電磁場(包括雷電電磁脈沖)、浪涌電壓、瞬變電流、地電位差等擾亂,人畜、蛇鼠等對系統的破壞,交通、發電、泄洪和地震等引起的系統震動等。

而后,還要有一定的耐久性。整個系統的部件具備抗老化、抗腐蝕以及抗松動的特質,同時其測量、通訊、數據處理以及其他性能在使用時所發生的變化并不會超出設計的范疇之內。其硬件可以承受在使用過程中的各種作用,同時還可以滿足使用要求;但是對于軟件來說它能夠兼容新舊兩個版本,并且還可以進行系統更新或者自動升級以及遠程下載,以此來確保系統在使用的過程中其軟件不會過時。

最后,在發生事件的前后,可以保證其系統的穩定性。系統一旦受到意外因素的影響,例如在人為原因、雷擊等作用時并不會產生較為嚴重的后果,從而不會影響到其它部分的工作,在事發后的系統可以對故障進行顯示以及報警,方便故障的找尋以及恢復,同時能夠花費較少的費用。

(二)可靠性指標

從大體上來說,其可靠性指標能夠利用分散型工業來進行控制系統來表示,并且,可用性和平均沒有故障的時間以及平均修復時間有一定的關系,即

如對于由Ⅳ臺儀器構成的大壩自動監測系統,其某時刻的可靠恤為正常工作的儀器數(Ns)與總數(N)加之比,即:

NF為故障的儀器數,是系統在任一次工作中,系統中達不到設計功能和性能要求的儀器總數。即

同時將兩邊乘以N/NS,即

則右邊說明了在t時刻內,每臺儀器工作在單位時間內的故障概率,用來表示,

(三)可靠性指標的影響因素

RAS指標的實質是一個隨機變量,它和系統元器件、原材料、設計及組裝、現場土建、安裝調試、運行維護及現場環境等因素存在一定的關系,所以需要用概率統計方法進行相應的探究。

RAS系統受到了內外部的共同干擾,其中包含了電磁、高低溫變化、溫度升高或者驟降、潮濕、灰塵等;同時系統內的集成電路以及材料逐漸老化;并且廠家的技術能力以及管理水平都會對系統造成一定的影響,其售后的管理以及對待客戶的服務方式也會對系統的使用產生了一定的影響。

在確定系統可靠性指標之前應該分析以上影響因素系統可,并注意收集以下資料:大壩施工現場的干擾因素以及統計特征,例如空間的電磁場、雷電強度大小、空氣濕度大小等;收集系統和元器件在破壞因素的作用下所出現的反應以及規律,利用室內試驗來確定系統所能承受干擾的極限值以及相應的時間,例如在一定時間內系統及各部分所能承受的電壓、電流、電場強度、磁性強度、濕度等,并研究系統對各元器件老化及失效速率的影響;并以此來統計系統材料的老化以及失效特征,從中總結其統計規律。

三、可靠性設計

(一)總體設計

1.加強元器件和儀器的選型

其系統內的儀器設備可靠性是系統可靠性的重要保證。通過微功耗、工業級甚至是軍用級芯片對元器件進行適當的降額使用,并在此基礎上對電路設計進行優化,以此來提升設備可靠性。同時傳感器盡最大限度的選取無源或微功耗的基礎設備,有利于能夠在現場進行長期工作。在設計的過程中,應該優先選擇已經通過建筑工程考驗過、較為成熟的設備,這樣可以提升系統的可靠性。

2.優化系統工作模式

在設計的過程中,應該盡最大限度來簡化其系統的結構,同時不應該附加其他的無用功能。在實際情況中,應該采取自報式以及間斷工作的手段,如果系統設備可以得到較長的間歇時間并且損耗較小,就可以提升其設備的使用年限。

3.適當的采用干擾措施

其大壩自動監測系統主要是以電子產品為基礎,在設計的過程中應該考慮其雷電等各種因素的干擾。其中保護措施主包含了:測量控制裝置和儀器設備需要采用直流供電,并以此來解除電源線引入的雷電干擾;在無線傳輸的過程中,天線安裝同軸避雷器,防止雷電從天饋線引入遙測設備;并且交流供電線路應該安裝電源避雷裝置。并且,同頻干擾以及太陽風暴能夠對通訊形成一定的干擾,影響其信號的傳輸,從而增加的了誤碼率,因此需要在硬件上使用干擾糾錯技術。

就目前而言,所使用的信道編碼采用糾錯編碼技術,可以檢兩位,糾一位錯誤。除此之外,使用多級校驗能夠提升系統的可靠性。對通信電路以及線路的設計,需要考慮大氣條件的變化,所以要在每一條電路中都要預留出一定的干擾保護度以及余度,并以此來保證其電路的余量。

(二)設備的可靠性設計

選擇較為簡單的合理方案,多使用積分型的電路,在模擬電路的設計中,要著重關注于工作點的穩定功能,選擇合適的深度,并以此來保證其工作的穩定,以免出現自激的現象。

同時應該對所有的設備進行不定期的檢測,每批機器應該依照標準規定來進行震動跌落以及高溫高濕的抽樣檢測,以此來確保其設備能夠在艱苦的條件下運行。在檢測的過程中,做好相關的檢測記錄,并從中總結經驗,完善其系統產品。

四、結束語:

綜上所述,其大壩自動監測系統所分布的范圍較廣,同時其工作環境較為艱苦,存在較為嚴重的干擾現象,所以應該進行全面的系統研究,并以此來保證系統可以保證長時間的工作。創建一個適當的可靠性指標能夠對系統的可靠性進行全面的評價,從而促使廠家提升其產品的質量以及售后服務質量。

參考文獻:

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