Условия эксплуатации и требования, предъявляемые к РЭА (конструкторские показатели качества. технологические показатели качества, причины низкой надежности РЭА)

Большое разнообразие РЭА требует от разработчиков знания наборов показателей, по которым можно сравнивать существующие модели РЭА. Важнейшую роль при этом будут играть эксплуатаци­онные и экономические показатели. С ними непосредственно связаны пара­метры, характеризующие РЭА как объект конструкторско-технологической разработки. К таким показателям следует в первую очередь отнести сле­дующие:

Сложность конструкции ЭА:

C = K₁(K₂N + K₃M), (4.4.1)

где N - число составляющих элементов, М - число соединений; К_i - масштабный и весовые коэффициенты соответственно.

Выражение (4.4.1) связывает число составляющих РЭА интегральных микросхем, полупроводниковых приборов, электрорадиоэлементов, элемен­тов коммутации с числом разъемных и неразъемных соединений между ними, что определяет габариты, массу, надежность и другие общие параметры РЭА.

Число элементов, образующих ЭА:

N = n_ji, (4.4.2)

где Ny - число устройств в РЭА, Кn - число типов применяемых элементов; n_ji - число элементов i - типа, входящих в j - устройство.

Объем РЭА:

V = V_N + V_C + V_K + V_УТ,

где V_N - общий объем интегральных микросхем и электрорадиоэлементов, образующих ПЭА, V_C - объем, занимаемый всеми видами соединений, V_K - объем несущей конструкции, обеспечивающей прочность и защиту ПЭА при транспортировании и эксплуатации, V_УТ - объем теплоотводящего устройства.

Коэффициент интеграции, или коэффициент использования физиче­ского объема

q_и = V_N/V

характеризует степень использования физического объема РЭА элементами, выполняющими полезную функциональную нагрузку, т. е. непосредственно определяющими электрическую схему РЭА (q_и всегда меньше 1 и приближа­ется к ней с использованием больших интегральных схем).

Общая масса РЭА, определяемая как сумма масс, входящих в состав РЭА устройств:

m = m_N + m_C + m_К +m_УТ.

Общая мощность потребления ЭА:

P = p_j,

где p_j - мощность потребления j - устройства. Для цифровых устройств потребляемая ими мощность зависит от средней мощности потребления электронных компонентов. Известно, что 80 — 90 % мощности потребления рассеивается в виде теплоты и определяет тепловой режим РЭА и соответст­вующие перегревы элементов конструкции.

Общая площадь, занимаемая РЭА:

S = s_j,

где s_j - площадь, требуемая для эксплуатации j - устройства РЭА.

Собственная частота колебаний конструкции (элемента, устройства или всей ЭА):

f_o = (1/2) ,

где К - коэффициент жесткости конструкции, m - масса конструкции РЭА.

Степень герметичности конструкции ЭА, определяемая количеством газа, истекшем из определенного объема конструкции за известный отрезок времени:

D = V_oP/_сл.

где V_o - объем герметизированной части РЭА, _сл - срок службы РЭА, P - избыточное давление газа в конструкции РЭА.

Вероятность безотказной работы РЭА p(t) и средняя наработка на отказ Т_ср - показатели надежности ЭА (будут рассмотрены далее).

Степень унификации РЭА:

К_ун = N_ун/N,

где N_yн - количество унифицированных элементов, a N - общее количе­ство примененных в РЭА элементов.

Коэффициент автоматизации конструкторских работ:

К_а = М_а/М,

где М_а - количество конструкторских работ, выполненных с применением ЭВМ, М - общее число конструкторских работ при проектировании РЭА.

Причины низкой надежности

Конструкторские ошибки – неоптимальный выбор принципиальной электрической схемы изделия с точки зрения выполнения возложенных на нее функций, комплектующих элементов, исходных материалов, которые не в полной мере учитывают физико-химические свойства, электрические, тепловые, электромагнитные и прочие режимы работы элементов и аппаратуры в целом; недостаточность мер по выбору допусков и стабилизации параметров комплектующих компонентов, неэффективность выбора средств защиы РЭА от помех

Технологические ошибки – использование неудовлетворительных по качеству комплектующих изделий и материалов, несовершенство выбранных технологических процессов и несоблюдение их точного выполения, неэффективность контроля качества, и тд

Эксплуатационные ошибки