고장율 MTBF(평균 고장 간격) 수명 신뢰성 시험
환경    

 


고장율의 시간적추이를 표시하는 것으로는 BATH TUB CURVE가 널리 알려져 있다.



운전 직후의 짧은 시간에 부품 등의 결함에 의한 고장율이 높은 기간이 있어 초기 고장기간이라고 합니다.부품의 신뢰성이 나쁘던 시절에는 AGING(BURNING)으로 초기 고장을 제거하는 것이 유효했습니다만 부품의 신뢰성과 제작 공정의 품질이 향상되어 수일간 이란 짧은 시간의 AGING으로 발견되는 초기 불량은 없어지고 있습니다. 우발 고장 기간은 고장이 랜덤하게 발생하는 기간으로 이것도 설계,제작공정, 부품의 신뢰성이 향상되어 해마다 고장율이 낮아지고 있습니다. 부품의 수명이 오면 마모 고장 기간이 됩니다. 일반적으로 단순히 고장율을 말할때는 우발 고장 기간을 말합니다. 전원의 고장율의 산출방법으로는 미리 정해놓은 부품의 고장율을 적산해서 내는방법과 실제 FIELD에서의 실적으로 내는 방법이있습니다.

전자의 경우 MIL-HDBK217의 부품의 DERATING율을 고려하지 않는 부품 점수법과 부품 한점 한점 사용상태 FACTOR을 고려한 STRESS법을 사용하는게 일반적입니다..

 




MEAN TIME BETWEEN FAILURE
동일의 전원의 고장에서 다음의 고장까지의 평균치를 말합니다, .






전원에서 사용되고 있는 부품중 전해 CONDENSER가 제일 수명이 짧은 부품이고 전원의 수명은 전해 CONDENSER로 결정됩니다.
전해 CONDENSER를 사용하지 않는 전원에서는 SILICON-RUBBER나 절연용 수지의 수명이 짧은 부품입니다만, 수명을 배려해서 사용하면 20년에서 30년은 견딤으로 일반적인 전자 기기를 대상으로 했을때는 수명은 없다고 생각해도 좋을것입니다. 전해 CONDENSER의 수명은 잉여 전해액의 량과 전해액을 SEALING하는 고무를 통해 증발하는 속도(SEALING 고무의 재질과 SEALING구조로 좌우됨), 그리고 그 속도를 결정하는 온도로 결정됩니다.
따라서 수명은 전해 CONDENSER 그 자체의 설계로서 결정되는 기본 수명과 사용 방법으로 결정되는 전해 CONDENSER의 온도로 결정됩니다.



CONDENSER의 사용 온도는 년간 평균 온도로 생각해 주십시오. 이상의 설명에서 나타납니다만 CONDENSER의 사용온도를 낮추면 전원의 수명은 길어집니다. CONDENSER의 사용온도를 낮추려면 전원의 냉각을 확실히 할것과 부하를 DERATING해서 전원의 온도 상승을 억제하는게 유효합니다.

 




FIELD에서의 전원의 고장 또는 수명을 예측 확인하기 위한 신뢰성 시험이 있습니다. 단 어떻게든지 가속성시험에 의존 안 할수 없어 FIELD에서의 상황과 시험의 정합성이 잘 맞지 않아 과거의 경험을 토대로 판단 할 필요가 있습니다.전원의 신뢰성 시험 방법으로 다음과 같은 것이 있고 그 전원의 특성에 맞추어서 실시하고 있습니다.

  a. 고온방치시험도
고온 환경에서 장시간 방치 해서 전원에 이상이 없는지를 시험합니다. 통전, 무통전이 있고 온도, 시간을 FACTOR로 하여 실시합니다.

b. 온도 CYCLE 시험
주위 온도를 천천히 규정 범위 상하로 조절하여 규정의 CYCLE수 만큼 실시한 후 전원의 이상 유무를 시험합니다.

c. 열충격시험
주위 온도를 규정 범위로 급격히 변화시켜 규정의 CYCLE수 만큼 실시한후 전원에 이상 유무를 시험합니다.

d. THB 시험(Temperature Humidity Bias)
고온, 고습의 환경에서 장시간 방치해서 전원에 이상 유무를 시험합니다.

e. PRESSURE COOKER TEST
고온, 고습, 고압의 환경에서 장시간 방치해서 전원의 이상유무를 시험합니다.

f. 장기통전시험
최고사용온도에서 전부하로 장시간 통전을 하고 수명 확인을 하는 시험입니다.

g. 진동시험

h. 충격시험




일반적인 전원은 MIL규격에서 말하는 지상의 일상 온도 조건으로 설계되어 있습니다. 따라서 다음과 같은 환경에서의 사용할 때에는 그나름의 대책을 하고 사용토록 해주십시오.

  a. 주위온도
DERATING CURVE로 표시한 온도까지 사용 가능하지만 기대 수명과의 관계를 고려해주십시오. 24시간 고온 환경에서 전 부하로 연속 운전하면 전해 CONDENSER를 사용하고 있는 전원은 2만내지 4만시간정도가 됩니다.
단, 전해 CONDENSER를 사용하고 있어도 TEFRON SEAL을 한 CONDENSER를 사용한 것은 예외입니다. 이러한 사용 방법을 취할 수 밖에 없을 때는 몇 개의 부품 온도를 계측해서 수명을 추정할 수 있음으로 당사로 연락바랍니다.

b. GAS
유화수소, 아류산GAS, 염소GAS 등 부식성 GAS를 발생하는 조건에서는 전원 회로의 PATTERN이나 저항기 등의 부품의 OPEN또는 SHORT로 전원에 장애가 발생될수 있습니다. 수도물을 이용한 가습기 등을 사용하는 조건에서는 수도물에 들어있는 염소 ION으로 같은 결과가 발생됩니다.

c. 액체
도전성이 있는 액체 등이 전원에 닿지 않도록 전원의 배치나 방향을 고려해주십시오.

d. 먼지
전원에 먼지가 부착하면 방열이 나빠져 고장이 되거나 수명이 단축됨으로 FILTER 등을 설치하는등 먼지가 묻지 않도록 고려해 주십시오.
환경에 따라서는 도전성의 금속 이나 CARBON의 섬유나 가루가 날아 다니는 곳도 있습니다. 강제 공냉의 전원에는 특히 주의가 필요합니다.
또 먼지가 쌓인 곳에 수분이 묻으면 MIGRATION이 발생하거나 거기에도 도전성 ION이 작용해서 회로를 SHORT 시킴으로 사용환경을 잘 고려해서 사용해 주십시오. b에서 d의 문제를 고려해서 COATING을 하는 경우도 있습니다.단 나쁜 환경에서는 COATING처리를 했어도 이러한 문제가 없어지는 것은 아니며 고장율을 낮추거나 수명을 연장하는 정도임으로 최종적으로는 MAINTENANCE로 신뢰성을 확보하는 것을 고려해주십시오.