Методика расчета ПН СПП в постоянных режимах работы.

Рассмотрим период нормальной эксплуатации, т. е. условимся, что . Расчет А., следует вести по формуле [8.30]

где — ИО, зависящая от средней температуры Т и приложенного к СПП напряжения — коэффициент степени жесткости данного РЭ (коэффициент режима работы); - коэффициент уровня качества и надежности; — коэффициент условий эксплуатации.

Рис. 8.21. Графическая иллюстрация методики определения класса РЭ

Рассмотрим последовательно сомножители, входящие в (8.28).

Величина А. представляет собой основной ПН для нециклических режимов. Аналитический вид функции ИО может быть представлен в виде

где — некая базовая ИО; и — параметры, зависящие от типа прибора; (-коэффициент изменения ИО за счет напряжения; — коэффициент изменения ИО За счет температуры; .

В качестве базового значения ИО естественно принять величину, приводимую в ТУ. Если там оговорено, в каком режиме получено данное значение ИО, то этот режим и будет исходным для расчетов ПН. Если в ТУ нет указания, к каким условиям относится приводимое значение ИО, то разумно относить его к предельно допустимому режиму применения. В этом случае

где — максимально допустимая для данного типа прибора температура структуры; . Тогда (8.29)

где

Зависимость от приведена на рис. 8.8. Зависимость от температуры и энергии активации при условии, что за базовое значение принята комнатная температура показана на рис. 8.22. Заметим, что базовая ИО обычно относится либо к либо к некоторой промежуточной температуре. Поскольку эти величины для различных СПП, как правило, различны, то не удается для расчетов ПН построить универсальную зависимость, типа приведенной на рис. 8.22. Поэтому в отечественной и зарубежной практике принято определять величину либо по графикам, либо по таблицам. И графики, и таблицы при рассчитываются для вполне определенных значений и потому применимы только в этом конкретном случае. В то же время на практике эти величины часто не известны или известны ориентировочно. Поэтому в работе [8.31] предложена номограмма, позволяющая вести все расчеты по (8.51) при произвольных сочетаниях параметров .

Рис. 8.22. Зависимость величины от температуры и энергии активации

Эта номограмма приведена на рис. 8.23. На том же рисунке показан ключ к применению данной номограммы. Сплошными линиями показан метод расчета , пунктиром — . Исходные данные показаны на рис. 8.23 незаштрихованными кружочками, промежуточные — заштрихованными (на шкале А). Кроме расчета величин номограмма обладает еще одним преимуществом по сравнению с традиционными методами: она позволяет столь же быстро решать обратную задачу выбора режима по заданным требованиям к ПН. Рассмотрим конкретный пример прямого и обратного расчета.

Пример 8.5.1. Прямая задача. Дано: эВ, . Требуется определить ИО при и если . Тогда (в соответствии с ключом) соединяем точку 100° С на шкале с точкой 125° С на шкале прямой линией и делаем засечку на промежуточной шкале А. Соединив затем ее с точкой 0,8 на шкале прямой линией, на шкале читаем: .

Рис. 8.23. Номограмма для расчета ИО СПП в зависимости от температуры и загрузки по напряжению

Затем, соединив прямой линией точку 0,5 на шкале с точкой 2 на шкале у, читаем на шкале Теперь, соединяя полученные на шкалах точки прямой линией, на шкале читаем ответ: , т.е. .

II. Обратная задача. Требуется найти сочетания 71, - и , при которых ИО в 10 раз меньше значения . Пусть 125° С, эВ и . Выберем какую-либо (например, 70° С) и определим по рис. . В данном случае - Так как , то снижения U не требуется (т. е. ИО будет меньше более чем в 10 раз только за счет недогрева). Положим далее 90° С. Находим

Соединив эту точку с прямой линией, получим точку на шкале . Соединив ее с точкой на наклонной шкале, получим на шкале ответ: 0,75. Нанесем на график (рис. 8.24) точки . Поступая далее аналогично, получаем кривую 2 со значением , которая соединяет горизонталь с вертикалью .

Рис. 8.24. Построении областей гарантированной надежности: .

Так же можно построить линию с (рис. 8.24) и с любым другим заданным заранее значением. Подчеркнем, что положение кривых и их ход зависят от параметров . По аналогии с хорошо известным изображением областей безопасной работы диаграммы типа рис. 24 можно назвать областями гарантированной надежности.

Рассмотрим вопрос об определении величин в выражении (8.48). Необходимость введения указанных коэффициентов вызвана следующими обстоятельствами. Значение оказывается недостаточным для оценки ИО СПП в нециклических режимах. Значения ПН для приборов, работающих в режимах с одинаковыми и , могут различаться в широких пределах, так как:

1) РЭ могут не совпадать по числу воздействующих факторов, их форме, длительности, последовательности их приложения;

при одинаковых электрических и тепловых воздействиях режимы могут различаться по условиям окружающей среды (влажность, запыленность и т. п.), механическим нагрузкам (вибрации, удары и т. п.), спецвоздействиям и т.

3) при полностью одинакрвых РЭ СПП различных изготовителей или , прошедшие через разные отбраковочные испытания, имеют различный уровень надежности.

Этими факторами пренебрегать нельзя. В настоящее время учет их влияния на ИО изделий электронной техники принято вести на основе коэффициентных методов расчета. Суть этих методов сводится к тому, что некоторое базовое значение умножается на определенные поправочные коэффициенты что и отражено в формуле (8.48). Значения коэффициентов следует брать из сопоставления расчетных и экспериментальных данных по надежности. Для СПП таких данных накоплено пока недостаточно, и потому в [8.30] предложено для величины использовать значения, полученные из теоретических соображений, а для величин — некоторые средние значения, ориентируясь на имеющиеся данные.

Таким образом, если базовое значение ИО задано для тех же СПП и для того же самого режима эксплуатации, для которого ведется расчет ИО, то все равны 1. В противном случае значения этих коэффициентов следует брать из табл. .

Ясно, что все величины, приведенные в таблицах, по мере накопления соответствующей информации должны периодически уточняться.