3．2 “浴盆”曲线

因为“可靠性”或“故障率”是随时间变化的函数，曲线的形状呈两头高，中间低，具有明显的阶段性，可划分为三个阶段：早期故障期，恒定故障期，严重故障期或者叫耗竭期。浴盆曲线是指产品从投入到报废为止的整个寿命周期内，其可靠性的变化呈现一定的规律。如果取产品的失效率作为产品的可靠性特征值，它是以使用时间为横坐标，以失效率为纵坐标的一条曲线。因该曲线两头高，中间低，所以称为“浴盆曲线”。如下图

早期故障期：

往往在出厂前，通过老化测试就可以发现。主要原因是来料不良和焊接工艺的瑕疵引起的。或者货到现场的安装后的很短的时间就出现故障。这段时间出现的故障就是早期故障期。

为了在出厂前及时尽快的发现问题，往往会对机器进行高温烘烤－－－老化测试。电容等元器件，在出厂前会进行电压测试，比如额定1000V的电容，一般会在2000V的电压下保证1分钟不击穿。

恒定故障期：

经过一年两年的使用后，机器不发生故障或者故障率极低，运行的很稳定。

耗竭期：

由于各个元器件的寿命到期，此阶段故障率升高。产品寿命到期。

3．3 如何计算电子产品的可靠性

元件记数法适用于电子设备方案论证阶段和初步设计阶段，元器件

的种类和数量大致已确定，但具体的工作应力和环境等尚未明确时，对系统基本可靠性进行预计。其基本原理也是对元器件“基本故障率”的修正。GJB／Z299B－98参照MIL－HDBK－217F。

其计算步骤是：先计算设备中各种型号和各种类型的元器件数目，

然后再乘以相应型号或相应类型元器件的基本故障率，最后把各乘

积累加起来，即可得到部件、系统的故障率。

式中：

λp—某类元器件预计的工作故障率

λb—该类元器件的通用故障率（需查表）

πq—该类元器件的质量等级系数（需查表）

πt—该类元器件的温度应力系数（需查表）

πe—该类元器件的环境系数（需查表）

举例：

某电子设备由4个调整二极管、2个合成电阻器、4个云母电容器组成，所有器件都是国产的，质量等级都是B1。设备的工作环境为室内。计算该设备的基本可靠性。

计算步骤：

（1）国产器件，使用GJB／Z299B－98；

（2）确定设备的工作环境类别：A；

（3）确定元器件的种类：调整二极管、合成电阻器、云母电容器；

（4）确定元器件的质量等级，全部为B1；

元件计数法举例

（5）查GJB／Z299B－98中的表5．2－15、表5．2－17、表5．2－18，确定元器件的通用失效率：

调整二极管：λ1＝2．24（10－6／h）

合成电阻器：λ2＝0．05（10－6／h）

云母电容器：λ3＝0．12（10－6／h）

（6）查GJB／Z299B－98中的表5．2－24、表5．2－25，确定元器件的

质量系数：

调整二极管：πQ1＝0．6合成电阻器：πQ2＝0．6云母电容器：πQ3＝0．5

（7）确定元器件的数目：

调整二极管：4；

合成电阻器：2；

云母电容器：4；

（8）计算设备的基本可靠性：

λ设备＝N1λ1πQ1＋N2λ2πQ2＋N3λ3πQ3

＝4×2．24×0．6＋2×0．05×0．6＋4×0．12×0．5

＝5．676（10－6／h）

设备使用年限＝1／λ＝176180．4（h）＝20年

同样逆变器的寿命也是如此算出，只不过逆变器的元器件非常多，不能例举。

下图为某型号组串逆变器在不同温度下的使用寿命（电容、液晶屏不计算在内）

可见，温度越高，使用逆变器寿命越短。

小结：1．本文从可靠性研究的发展入手，阐述了该学科的严谨性。

2．分析介绍了影响逆变器寿命的几块“木板”，并通过分析阐述了温度是影响各个部分的主要因素。3．介绍了产品可靠性的概念和简单计算方法，通过图表阐述了温度对逆变器PCB板和元器件寿命的影响。

作者：张喆