機(jī)電產(chǎn)品的可靠性分析與探討

2.3.2 降額等級

對不同的元器件，應(yīng)用在不同的場合，實(shí)行不同的降額等級：

——Ⅰ級降額，是最大降額，應(yīng)用于最關(guān)鍵設(shè)備;

——Ⅱ級降額，是中等降額，應(yīng)用于重要設(shè)備;

——Ⅲ級降額，是最小降額，應(yīng)用于一般設(shè)備。

2.3.3 降額注意事項(xiàng)

降額注意事項(xiàng)如下：

——有些元器件的應(yīng)力是不能降額的，如電子管的燈絲電壓、繼電器線圈的吸合電流;

——有些元器件應(yīng)力的降額是有限度的，如薄膜電阻器的功率減到10%以下時(shí)，二極管的反向電壓減到60%以下時(shí)，失效率將不再下降;

——有些電容器的降額可能發(fā)生低電平失效，即當(dāng)電容器兩端電壓過低時(shí)呈現(xiàn)開路失效。

2.3.4 降額系數(shù)

降額系數(shù)是依靠試驗(yàn)數(shù)據(jù)和使用的環(huán)境來確定的。確定降額系數(shù)的方法如下：

——數(shù)學(xué)模型及基本失效率與溫度、降額系數(shù)之間的關(guān)系曲線;

——減額曲線給出了為保證元器件可靠工作所選擇的降額系數(shù)與溫度之間的函數(shù)關(guān)系，當(dāng)在該減額曲線上工作的半導(dǎo)體結(jié)溫達(dá)到其最高結(jié)溫時(shí)，其失效率仍然較高;

——應(yīng)用減額圖，即在減額曲線的下方，通過試驗(yàn)找到一條半導(dǎo)體結(jié)溫較低的減額曲線;

——各種元器件的減額因子參見國家標(biāo)準(zhǔn)。

3 三防設(shè)計(jì)

任何機(jī)電產(chǎn)品都是在一定的環(huán)境下工作的，而潮濕、鹽霧和霉菌會(huì)降低材料的絕緣強(qiáng)度，引起漏電，從而導(dǎo)致故障。因此，必須采取防止或減少環(huán)境條件對機(jī)電產(chǎn)品可靠性影響的各種方法，以保證機(jī)電產(chǎn)品工作中的性能。例如，國內(nèi)某廠家生產(chǎn)的UPS，由于沒有采用三防設(shè)計(jì)，在沿海和潮濕地區(qū)應(yīng)用時(shí)多次發(fā)生故障，致使該廠家的維修費(fèi)用過高，幾乎到了無利可圖的地步。由此可以看出采用三防設(shè)計(jì)的重要性。為此應(yīng)當(dāng)充分注意以下幾個(gè)方面。

3.1 防潮設(shè)計(jì)

防潮設(shè)計(jì)的原則如下：

——采用吸濕性小的元器件和材料;

——采用噴涂、浸漬、灌封、憎水等處理;

——局部采用密封結(jié)構(gòu);

——改善整機(jī)使用環(huán)境，如采用空調(diào)、安裝加熱去濕裝置。

3.2 防霉設(shè)計(jì)

防霉設(shè)計(jì)的原則如下：

——采用抗霉材料，例如無機(jī)礦物質(zhì)材料;

——采用防霉劑進(jìn)行處理;

——控制環(huán)境條件來抑制霉菌生長，例如采用防潮、通風(fēng)、降溫等措施。

3.3 防鹽霧設(shè)計(jì)

防鹽霧設(shè)計(jì)的原則如下：

——采用防潮和防腐能力強(qiáng)的材料;

——采用密封結(jié)構(gòu);

——岸上設(shè)備應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離海岸。

4 抗震設(shè)計(jì)

任何機(jī)電產(chǎn)品都要經(jīng)過從廠家到用戶的裝運(yùn)過程，特別是在振動(dòng)場合下應(yīng)用的機(jī)電產(chǎn)品，必須采取防止或減少振動(dòng)環(huán)境條件對機(jī)電產(chǎn)品可靠性影響的各種方法，以保證機(jī)電產(chǎn)品工作中的性能。例如，國內(nèi)某個(gè)著名研究所在上世紀(jì)60年代購入一臺幾十萬元的真空熔爐設(shè)備，在廠家驗(yàn)收合格后運(yùn)往北京。然而經(jīng)過多次調(diào)試，其高壓電源均調(diào)不到額定值，只好丟棄在庫房中。后來被另一個(gè)研究所以廢品的價(jià)格買走，打開高壓電源的油箱后發(fā)現(xiàn)高壓變壓器的初級繞組三相進(jìn)線中有一根斷裂。這很可能是該產(chǎn)品從廠家到北京的裝運(yùn)過程中發(fā)生的。由于沖擊和振動(dòng)會(huì)引起材料的機(jī)械強(qiáng)度降低，甚至?xí)l(fā)生材料斷裂，從而導(dǎo)致故障。為此應(yīng)當(dāng)充分注意以下幾個(gè)方面：

——印制板上各元器件引腳線長應(yīng)當(dāng)盡量短，以增加抗振動(dòng)能力;

——印制板應(yīng)當(dāng)豎放并進(jìn)行加固;

——較重的器件應(yīng)當(dāng)進(jìn)行加固;

——懸空的引線不宜拉的過緊，以防振動(dòng)時(shí)斷裂;

——運(yùn)輸機(jī)電產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)防震措施;

——振動(dòng)場合應(yīng)用的機(jī)電產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)采用防震措施。

5 電磁兼容性設(shè)計(jì)

電磁兼容性是指電子設(shè)備在電磁環(huán)境中正常工作的能力。電磁干擾是對電子設(shè)備工作性能有害的電磁變化現(xiàn)象。電磁干擾不僅影響電子設(shè)備的正常工作，甚至造成電子設(shè)備中的某些元器件損害。因此，對電子設(shè)備的電磁兼容技術(shù)要給予充分的重視。既要注意電子設(shè)備不受周圍電磁干擾而能正常工作，又要注意電子設(shè)備本身不對周圍其他設(shè)備產(chǎn)生電磁騷擾，影響其他設(shè)備正常運(yùn)行。

例如，國內(nèi)某廠家生產(chǎn)的二氧化碳激光器刻標(biāo)機(jī)，由于對電磁兼容性設(shè)計(jì)重視不夠，每當(dāng)二氧化碳激光器刻標(biāo)機(jī)運(yùn)行時(shí)，其周圍的計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備便無法工作。這主要是因?yàn)槎趸技す馄骺虡?biāo)機(jī)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的空間電磁輻射干擾所致。為此應(yīng)當(dāng)充分注意以下幾個(gè)方面。

5.1 電磁兼容性控制計(jì)劃

電磁兼容性控制計(jì)劃主要包括以下各項(xiàng)：

——落實(shí)電磁兼容性管理機(jī)構(gòu)的職責(zé)、權(quán)限和實(shí)施計(jì)劃;

——電磁兼容性的預(yù)測和分析;

——制定項(xiàng)目的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn);

——進(jìn)行項(xiàng)目的頻譜管理;

——制定電源、結(jié)構(gòu)、工藝、布局等電磁兼容性的要求;

——擬制電磁兼容性試驗(yàn)大綱。

5.2 電磁兼容性設(shè)計(jì)指標(biāo)

電磁兼容性設(shè)計(jì)指標(biāo)可以參照相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。

5.3 電磁兼容性設(shè)計(jì)方法

電磁兼容性設(shè)計(jì)方法主要包括以下各項(xiàng)。