海军机载电子产品(电子方舱)的可靠性设计与仿真试验.pdf

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1、V01．35No．416舰船电子工程ShipElectronicEngineer堍总第250期2015年第4期海军机载电子产品(电子方舱)的可靠性设计与仿真试验+罗锐(海军装备部西安军事代表局西安710054)摘要可靠性贯穿于机载电子产品的整个寿命周期，从产品的设计、制造到安装、使用、维护的各个阶段都存在着可靠性的问题。抓好机载电子产品的可靠性设计是重中之重，必须严肃认真对待，为产品固有可靠性奠定基础。关键词电子产品；可靠性中图分类号TN97DOI：10．3969／j．issnl672—9730．2015．04．004ReliabilityDesignandSimulationTestofN

2、aVyAirborneElectronicProducts(ElectronicFangCang)LUORui(Xi’anMilitaryAgent’sBureauofNavalAmamentDepartment，Xi’an710054)脚晦tmctReliabilityairbomeelectmnicproductsthroughouttheentirelifecyclefromproductdes遮n，manufacturing，toeverystageofinstallation，useandmaintenanceofthee)dstenceofreliabilityproblem．G

3、raspthcreliabilitydesignofairborneelectmnicproductsisthemostimp。rtant，mustbetreatedseriously，laythefoundationforproductreli如mty．Keyvv『ordselectronicproduct，reliabilityCIassN帅b盯TN971引言由于海军机载电子产品的特殊性，在海上常常会遇到各种复杂的环境因素，如：高温、高湿、低气压、有害气体、霉菌、冲击、振动、辐射、电磁干扰等。这些环境因素的存在，都将大大影响机载电子产品的可靠性。只有通过可靠性设计与可靠性试验，充分考虑电

4、子产品在使用过程中可能遇到的各种环境条件，采取耐环境溺十和电磁兼容性设计等各项措施，才能保证机载电子产品在规定环境条件下的可靠性。本文就海军机载电子产品的可靠性设计、机载电子方舱的可靠性试验等，作进一步的研究和探评1l。2可靠性设计机载电子产品的可靠性设计主要包括：元器件选用与降额设计、热设计、电磁兼容性设计、漂移设计、三防设计、冗余设计、维修性设计、人一机工程设计、印制电路板计算机辅助设计[2]。2．1元器件选用与降额设计1)元器件的选用原则。一是选用经过质量认证或认定，并经现场使用证明质量良好，可靠性高的通用元器件。二是必须根据不同电路的工作参数和整机的使用环境条件，选用能满足这些要求的

5、相应元器件，以充分发挥元器件应有的功能提高元器件的使用可靠性。2)元器件的降额设计。各种电子元器由于它们的材料、结构、设计和制造工艺等方面的原因，对外应力(包括电应力、热应力等)都有一定的耐受强度。当外应力超过元器件本身的应力承受强度(即额定应力)时，元器件就会损坏。降额设计能提高元器件和设备的可靠性。这是因为绝大部分元器件的失效率随着所施加的热应力和电应力的降低而下降。2．2热设计电子元器件及电子设备的可靠性与温度的关*收稿日期：2014年10月7日，修回日期：2014年11月28日作者简介：罗锐，男，硕士，工程师，研究方向：航空仪表。2015年第4期舰船电子工程17系极为密切。当环境温度

6、升高时，就会使晶体管内部材料的物理和化学反应的速率加快，从而使晶体管的性能参数(电流放大系数hfe、反向饱和电流Is和噪声系数Nf等)随温度升高而产生漂移；额定功率降低，热击穿概率上升。温度对电容器的可靠性也有极大影响，当使用温度超过电容器的额定温度时，温度每提高10℃电容器的使用寿命将下降一半。热设计的基本准则主要包括[2]：1)降低热源。电子产品所消耗的功率绝大部分被转化为热能，故为了降低设备的温升就应在保证设备完成规定功能的前提下，尽量降低设备的功耗。2)合理布局。把设备内的发热元件均匀地分散于各个部位，防止设备内部出现局部过热。3)采取有效的散热措施。采取一定的传热疏导(传导、对流和

7、辐射)方式，把发热体的热量散发出去。1)传导散热。充分利用设备的各个部分(如结构件，印制板和引线等)作为传导通路，对发热量较高的大中功率管，可装在散热器上，让发热体的热量先传导至散热器，再通过对流、辐射把热量从散热器传至周围环境。2)加强对流。合理设计通风孔，进风口和出风口应开在温差最大的两处。对自然通风的设备，进风口应开在设备的底部，出风口应尽量高，以形成较强的拔风效应。对功率较大的设备还应采用强迫风冷措施