タグ付けされた質問 「reliability」

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21世紀に電解コンデンサはどうなりましたか?
私たちは時々見ることができます数十年前のコンデンサ(例えばソ連で行われたものとしては)まだ取り組んでいます。それらは大きくて重いが、耐久性があり、乾燥しない。運がよければ、最新のアルミニウムコンデンサは約11年間使用できます。その後、乾燥して静かに故障します。コンデンサーが3〜4年で故障した2000年代初期のデバイスを覚えています。必ずしもローエンドデバイスではありません(1つの例は、2000年に240米ドル相当のE-TECH ICE-200ケーブルモデムです)。電解コンデンサの故障による修理は当たり前になり、1980年代には特徴的ではありませんでした。 この1990年代の劣化は、安価な大量生産によって引き起こされたのでしょうか?または、小型化に関連する十分にテストされていない技術によって?それとも、多くのメーカーは気にしませんか? 傾向は今では逆転しており、最近のコンデンサは1994〜2002年のコンデンサよりも少し優れているようです。専門家はそれを確認できますか?

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産業用および軍事用製品の温度範囲がこれほど高いのはなぜですか?
ウィキペディアから、電気部品の一般的な温度範囲は次のとおりです。 コマーシャル:0〜70°C 工業用:-40〜85°C ミリタリー:-55〜125°C これらの温度はカナダやロシアなどの寒い国や高地に存在するため、下部(-40°Cおよび-55°C)は理解できますが、上部(85°Cまたは125°C)は一部の部分で少し混乱します。 トランジスタ、コンデンサ、および抵抗器の加熱は非常に理解しやすいですが、一部のICはほぼ一定の低発熱(ロジックゲートなど)を備えています マイクロコントローラを検討している場合、または周囲温度50°Cのサハラ砂漠で動作している場合(地球上に高温があるかどうかはわかりません)、なぜ125°Cまたは85°Cが必要ですか?内部の電力損失から発生する熱は50°Cまたは70°Cであってはなりません。 気温が一年中0〜35℃の範囲でしか変動しない中程度の気候に住んでいて、同じ国のみ(輸出なし)の工業製品を設計する場合、商用グレードのコンポーネントを使用できます(認証、法律はありません) 、および説明責任が存在し、エンジニアリング倫理のみがあなたの行動を支配しますか?


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長期的な信頼性のための設計?
私は何十年も続くことを意図した公共インフラストラクチャの大部分に入る小さなボードを設計する必要があります。実際の研究に基づいたそのようなデザインについてのガイダンスを与える論文などを探しています。 このボードは、機械的な理由によりはるかに大きくなり、ディスクリート部​​品で機能を実現するには、広い回路でも必要になります。広いトレースのようなものは簡単です。 顧客は、部品の総数を最小限に抑え、穴を開けることを望んでいます。私は部品を最小限に抑えることについてのポイントを参照してください、しかし、これは部品も重要であり、将来的に交換品を入手できることが重要です。この機能は、少数の個別のトランジスタと抵抗を使用して実装できますが、顧客はDIPパッケージの単一のロジックICを使用したいと考えています。彼は、穴を通しての方が信頼性が高いと考えていますが、私は反対のことを言う研究を見たことを覚えていると思います。また、20〜50年で16または20ピンのDIPロジックチップが利用可能になるのではないかと心配しています。しかし、SOT-23トランジスタと0805抵抗器の方が良いでしょうか?いくつかの光アイソレータがあります。信頼性と将来の可用性の点で、それらは他のすべてを圧倒するように思えます。はい、寿命を延ばすために、定格のわずかな割合でLEDを実行します。 そのため、長期的な信頼性を確保するための設計に関する真の決定的な研究ベースの情報を探しています。これは、10%の問題について考えるのは簡単ですが、10%の問題を無関係にする90%の問題を見逃す領域です。 追加: 証拠に基づいた答えを探しています。私は電子機器をかなりよく知っていると思うのが好きで、あるアプローチが別のアプローチよりも優れていると思われるさまざまなもっともらしい理由を思いつくことができます。しかし、私はそれらを信用しません。なぜなら、もっともらしい音で、音の物理学に基づいているものは正しいかもしれませんが、他のより支配的な影響が欠けているからです。これは、経験に基づいた推測が著しく間違った結論につながる可能性があることを心配しています。だからこそ、証拠に基づいた回答、実際の研究からの論文、NASAが主張するかもしれない規則などを求めています。 追加2: 環境を「産業」と考えてください。環境がどれだけうまく制御されているかはわかりません。ボードは風雨から保護されますが、空調や暖房は必要ありません。振動については知りませんが、おそらくそれほどではありません。 これらのボードは、電気システムの他の部分を収容するキャビネットに設置されます。サービス技術者は、必要に応じてキャビネットまで歩くことができます。サービスの難しさは問題ではありませんが、ダウンタイムは問題です。これは起こっていることではありませんが、システムが再び稼働するまで州間高速道路がシャットダウンされた場合を想像してください。もちろん、すでに冗長性はありますが、障害は本当に避けたいものです。

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産業用Arduinoプラットフォームの信頼性
私は電気技師ではありません(単なる機械)が、趣味の経験の一部を仕事に適用し、産業(製造)環境でさまざまな自動システムを実装したいと考えています。 従来、産業環境での自動化は、設計されたシステムまたはPLCで構成されていました。設計されたシステムは非常に高価であり、PLCには柔軟性がありません(また、かなり高価になることもあります)。 従来のPLCをより柔軟で強力で安価なArduinoに置き換えたいのですが、Arduinoの信頼性が心配です。PLCは産業環境で進化したため、非常に頑丈で信頼性がありますが、Arduinoプラットフォームはどのように比較されますか? Arduinoを機械的および電気的損傷から保護するために適切な対策が講じられていると仮定すると、プラットフォームの信頼性はどの程度ですか?機械の安全インターロックシステムを制御して、稼働中の機械に人が近づきすぎないようにする従来のPLCを置き換えると信じますか? 編集:安全性が重要でないシステムについてはどうですか?たとえば、PLCができないフィクスチャーにインテリジェンスを導入しますか?



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91個の高出力LEDアレイの信頼性の問題
7 x 13の長方形レイアウトで91個の赤外線LEDを収容する4層PCBを設計および印刷しました。これは、マシンビジョンプロジェクトのバックライトとして使用されます。個々のLEDが焼損したり、何らかの方法で回路から切断されたりする問題があります。熱放散が問題の原因であると思われます。 画像 PCBレイアウト 7つのLED(緑色のLEDテキスト)の各列は直列に配線されています。12V電源(VCCパワープレーン)は最初のLEDに接続します。次の6つは直列に配線されています。最後に、電流制限抵抗(緑色のRテキスト)が最後のLEDをグランドプレーンに接続します。 仕様: VCCプレーン:12V、2A電源 LED:TSHG6200。最大定格電流は100mAです。 電流制限抵抗:20オーム はんだ:Thermoflow Sn60 / PB40 推定総消費電力:12V *行あたり0.1A * 13行= 15.6W。 アレイのサイズ:13列の7つのLED、約7cm x 6cm 測定 12V電源の場合、各LEDには約1.45V、電流制限抵抗には約2.0V、つまり100mAの電流が流れます。これは最大許容電流で正しいため、電源とVCCプレーンの間に大きな高電力ポテンショメータを配置し、これを使用して入力電圧をわずかに低く調整しました(11.5V程度)。これにより、電流が安全に最大許容量を下回ります。 また、ダーリントンペアを使用して、Arduinoでバックライトを制御しています。バックライトはほとんど常に点灯し、時折約30ミリ秒間パルスオフされます。これは問題に関連するとは思いませんが、必要に応じて詳細を提供できます。 問題 約10〜30分使用すると、LEDの1つ以上の列が消えます。破線の行の各LEDの電圧を測定すると、ほとんどのLEDは約0.8Vであり、約8.0Vです。電流が流れていません。時々ピンを再はんだ付けするか、LEDをタップするとこれが修正されます。場合によっては交換する必要があります。いずれにせよ、別のものが出る前に、私は別の10-30分の使用しか得ません。 別の観察は、ボードの裏側全体が一種の粘着性であることです。これは上の写真で見ることができます。私はそれが熱くなりすぎており、はんだが危うくなっているのではないかと思います(おそらくフラックスを染み出させている??)。 質問 信頼性を向上させるにはどうすればよいですか?電流を定格最大値以下に安全に落とすために、すでに低電圧で実行してみました。別の種類のはんだを使用する必要があるのだろうか?または、何らかのヒートシンク?LEDは熱くなりますが、耐えられないほど熱くなりません。 提案を試みた後、編集します ヒントをありがとう!私は非常に単純なことをしました-アレイ全体に空気を吹き込むためにコンピューターのファンを向けました-それは素晴らしく機能しました!多くの人にとってこれは本当に明白なことだと思いますが、その違いがどれほど大きいかに驚きました。 ファンなし: 1行あたり25mA-> 39C 1行あたり33mA-> 41C 1行あたり40mA-> 48C 1行あたり55mA-> 52C そのため、LEDごとの最大電流に達する前に、温度の「危険ゾーン」に入ります。 ファン付き: 1行あたり35mA-> 26C 1行あたり60mA-> 30C 1行あたり90mA-> 34C 1行あたり90mA、34Cで1時間以上問題なく実行しました。すばらしいです!

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安全に使用できる最低のコンデンサ電圧定格は何ですか?
100mbpsイーサネットphyの3.3v電源のバルクデカップリングとして、いくつかのCase Rタンタルコンデンサ(10uF 6.3v)を使用しています。ピンに近い0.1uFセラミックも使用しています。 いつものように、私はPCB上のスペースをひどくプッシュしているので、それらを0603サイズのキャップに置き換えたいと思います。問題は、それらが4vしか評価されていないことです。通常、私は常に、コンデンサの電圧の2倍の電圧を評価します。 安定化された3.3vラインで4vコンデンサを使用すると問題になる可能性がありますか?

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厳しい気象条件の下で、なぜBJTはMOSFETよりも信頼性が高いのですか?
教科書(Sedra and SmithによるMicroelectronic Circuits、pg。494、(2010)第6版)で、BJTは厳しい気象条件下での信頼性のために自動車産業で好まれていることを読みました。温度はキャリア濃度に影響することを理解していますが、これによりBJTの信頼性がどのように向上しますか? 問題の段落:

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I2Cの最小クロック速度と信頼性
I2Cで指定されている最小クロックレートはありますか?最も広く使用されているクロックレートは100kHzであり、一部のデバイスでサポートされている400kHzの「高速」モードと、他のデバイスでサポートされている高速モード(1MHzと思いますか)があります。SCK信号はマスターによって生成されるので、これらのどれよりもはるかに遅い速度で動作できると思います-実際には下限はありますか?スレーブデバイスはクロックレートをどの程度気にしますか(たとえば、タイムアウトが短いのは一般的ですか)。私が尋ねる理由は、プロダクションテスターのセットアップでI2C EEPROMを確実にプログラムするために、おそらくより長い距離(20フィート)でI2Cを実行できるのではないかと思っているからです。標準のデータレートでは、その距離では確実に動作しないと思われます。

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コンデンサの電圧定格:セラミックvs電解
電解コンデンサに関して言えば、コンデンサがさらされると予想される最大定格の1.5倍から2.5倍の電圧定格を使用することは、通常、推奨される方法です。寿命に近づくと寿命が大幅に短縮されるためです。 しかし、同じプロトコルがセラミックコンデンサに適用されますか?たとえば、25Vのセラミックコンデンサを想定します。24Vで実行すると、寿命が大幅に短くなりますか? 現在、信頼性が必要なPSUを設計しているので、現時点では最大20V入力に50Vキャップを使用しています(35Vキャップは使用できません)が、可能であれば25Vキャップに切り替えたいと思います。

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ピン13と残りのピンの間に違いはありますか?
ピン13には、表面にマウントされたLEDがあります。それが何かを明るくするという事実を除いて、このピンと一般的なデジタルピンの間に無視できない違いはありますか? たとえば、analogWrite()ピン12と13の場合、13の出力は大幅に少なくなりますか?

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MLCC(チップコンデンサ)の信頼性と故障モード
最近、MLCCコンデンサを全面的に使用する製品を製造する準備をしています。それらを使用するオンボードのバックコンバーターを統合し、MLCCはローカルデカップリングにも使用されます。 私のプロトタイプは、ホットプレートを使用した「危険な」リフロー技術で構成されています。一般的に、これを行った後の時間の10%で、ボード上にショートしたMLCCが見つかりました。通常、電源が投入されるとキャップが発煙するために見つかります。 しかし、ちょうど今、私はこれらのキャップの1つをはんだごてに交換していました。交換した後も、それはまだ短絡されていました。ボード上に他の短絡がないことを確認しました(3.3Vを取り外したときに数キロオームの抵抗が示されたため)。キャップをはんだ付けするという単純な操作が原因で失敗したようです。 最近、T-conボードでMLCCがショートしたLCDモニターも修理しました。人気のあるフォーラムの他の数人のユーザーがこの問題を驚くほど一般的であると報告しています。さて、この場合、モニターは暖かくなったり熱くなったりしますが、はんだごてほど熱くはありません。それで、なぜこれらが故障しているのでしょうか? これらのボードに5年以上の保証を提供する予定ですが、ボードが通常の状態に耐えられると確信している場合にのみ提供できます。 キャップは、0603(100n、10u 6.3V)、0805(22u 6.3V)、1206(10u 35V)です。すべてX5RまたはX7Rです。水晶には18pFのキャップがいくつかありますが、失敗することはありません。MLCCとは異なるテクノロジーではないかと思います。

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コンポーネントの信頼性
私は私のプロジェクトであるSuper OSDを可能な限り信頼できるように設計しようとしています。5歳の時に新品同様に動かして欲しいです。信頼性の低い製品は嫌いです。環境的には無駄であり、経済的には高価です。 そのため、私は電解コンデンサを避けています。すべてを少なくとも1.5倍、サイズ/コストが許す限り2倍に指定しました。ただし、マイクロコントローラーのオンボードレギュレーターにはタンタルビーズキャップを使用する必要があります。 他に知っておくべきことはありますか?

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