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MTBF计算方法

设备详细的MTBF计算方法
UPS设备能否持续稳定工作，决定于内部成千上万个元器件的可靠性。所以UPS的可靠性设计，是特别重要的一个环节。其中元器件应力分析手法，适用于详细设计阶段，此时已具备了详细的元器件清单、电应力比、环境温度等信息。其故障率的计算公式为
λp=λb（πeπqπrπaπsπc）
式中  λp——元器件工作故障率（l/h）；
      λb——元器件基本故障率（l/h）；
      πe——环境系数；
      πq——质量系数；
      πr——电流额定值系数；
      πa——应用系数；
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      πs——电压应力系数；
      πc——配置系数。
    然后按下式求得系统的故障率（λs）：
可见，上述各个系数直接影响产品的故障率。为将产品故障率控制在可接受的水平，在设计方面，除了选择和控制元器件的质量水平外，还需要采用降额设计、热设计、冗余设计、电磁兼容设计等，提高产品的可用性和可靠性。
（1）、可靠性模型
根据UPS各功能部件的功能组合，建立UPS的可靠性数学模型如下：
其中，主回路包括逻辑电源、控制器、逆变器、整流器、滤波器、总装部件等，旁路回路包括市电及旁路等。
主回路失效率λn＝λ1＋λ2 ＋λ3 ＋λ4＋λ5 ＋λ6；
旁路失效率λm=λ市电＋λ旁路
主回路的MTBFn＝1/λn；
旁路的MTBFm=1/λm
UPS单机总的MTBF=MTBFn//MTBFm
λ值根据各组件对应元器件的失效率（λG）和数量进行统计计算，
λ= Σ(λG*N)  以fit数表示（单位10-9h-1）
例如：UK33100各组件数据统计表：
逻辑电源（λ1）
部件总fit数＝1004.958
Σ(λG*N)＝1.004958
部 品 名
部品说明
λG
个数 N
λG*N
IC(逻辑电路)
门数 101～1000
0.02
4
0.08
FET
功率用MOS-FET
0.099
1
0.099
FET
小信号FET
0.099
1
0.099
稳压器件
0.02
4
0.08
二极管
开关用
0.0055
11
0.0605
电阻
金属膜
0.0021
32
0.0672
电阻
金属膜功率电阻
0.025
3
0.075
电阻
可调电阻
0.1
1
0.1
保险丝
一般用
0.02
1
0.02
电容
铝电解电容
0.03
4
0.12
电容
瓷片电容
0.0074
11
0.0814
电容
薄膜电容
0.0083
4
0.0332
电感、变压器
开关用
0.023
1
0.023
接插件
印制版用
0.021
3
0.063
印制版
无沉铜
0.003
1
0.003
焊接
波峰韩
0.00052
1
0.00052
焊接
二次波峰焊
0.000138
1
0.000138
控制器（λ2）
部件总fit数＝2983.058
Σ(λG*N)＝2.983058
部 品 名
部品说明
λG
个数 N
λG*N
IC(线性电路)
0.041
5
0.205
IC(逻辑电路)
晶体管
0.02
5
0.1
IC(逻辑电路)
MOS
0.028
10
0.28
三极管
小信号
0.0011
6
0.0066
FET
小信号FET
0.099
2
0.198蚂蚁文苑
二极管
开关用
0.0055
39
0.2145
电阻
金属膜
0.0021
92
0.1932
电容
铝电解电容
0.03
12
0.36
电容
瓷片电容
0.0074
21
0.1554
电容
薄膜电容
0.0083
19
0.1577
电感、变压器
普通用
0.16
4
0.64
继电器
一般用
0.28
1
0.28
接插件
印制版用
0.021
9
0.189
印制版
无沉铜
0.003
1
0.003
焊接
波峰韩
0.00052
1
0.00052
焊接
二次波峰焊
0.000138
1
0.000138
逆变器（λ3）
部件总fit数＝924
Σ(λG*N)＝0.924
部 品 名
部品说明
λG
个数 N
λG*N
IGBT
0.099
6
0.594
电感、变压器
普通用
0.11
郎庆田
3
0.33
整流器（λ4）
部件总fit数＝924
Σ(λG*N)＝0.924
部 品 名
部品说明
λG
个数 N
λG*N
IGBT
0.099
6
0.594
可控硅
整流用
0.13
0
0
电感、变压器
普通用
0.11
3
0.33
滤波器（λ5）
部件总fit数＝540
Σ(λG*N)＝0.54
部 品 名
部品说明
λG
个数 N
λG*N
滤波器
直流滤波器
0.03
18
0.54
总装部件（λ6）
部件总fit数＝1319.8
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Σ(λG*N)＝1.3198
部 品 名
部品说明
λG
个数 N
λG*N
电阻
线绕功率电阻
0.028
4
0.112
保险丝
一般用
魔音组合
0.02
3
0.06
蟋蟀王
电容
薄膜电容
0.0083
6
0.0498
电感、变压器
线路滤波器
0.023
4
0.092
空开
一般用瓷电式
0.12
2
0.24
继电器
大电流用
0.67
1
0.67
FAN
0.024
4
0.096

本文发布于:2024-09-22 01:07:49，感谢您对本站的认可！

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