Analisi di declassamento per componenti elettronici
Che cos'è l'analisi del declassamento dei componenti?
Il rating massimo per la sollecitazione applicata ai componenti (corrente, tensione, potenza, temperatura, ecc.) è definito dal produttore e sono definite linee guida di declassamento ancora più rigorose per aumentare la robustezza del prodotto. L'analisi del derating dei componenti definisce l'intervallo operativo ottimale per ciascun componente.
Perché è necessaria l'analisi del derating dei componenti
Possono verificarsi danni ai componenti quando sono soggetti a potenza, corrente, voltaggio o temperatura che superano la sua massima sollecitazione nominale.
Il sovraccarico elettrico influisce sulle prestazioni del prodotto ed è la causa principale dei ritorni sul campo.
Figura 1: tipica analisi di Pareto fallita
Molti ingegneri selezionano componenti che hanno una valutazione massima che è il doppio della sollecitazione effettiva prevista. Tuttavia, con l'aumentare delle temperature, le prestazioni dei componenti si deteriorano, questa pratica diventa insufficiente e devono essere applicate le linee guida per il declassamento.
L'analisi del derating dei componenti ti aiuta a selezionare il rating ottimale dei componenti in base al carico di sollecitazione e alla temperatura.
Figura 2: esempio di linee guida per il declassamento dei componenti
L'analisi rileva i componenti di over-rating (rosso) e over-derating (giallo). I componenti sovra-progettati vengono rilevati anche quando lo stress è molto inferiore al valore nominale.
In molte aziende, il processo viene eseguito manualmente e include attività che richiedono molto tempo: calcolo delle sollecitazioni dei componenti e confronto del risultato con le linee guida di derating per ciascun tipo di componente.
Analisi di declassamento dei componenti BQR
La soluzione BQR automatizza il processo manuale di analisi delle sollecitazioni e del declassamento dei componenti, ottimizzando la selezione dei componenti per affidabilità ed economicità.
Caratteristiche:
- I plug-in per i principali E-CAD (Altium, Mentor, OrCad) forniscono una facile importazione BOM e presentano i risultati sulla progettazione schematica.
- Lo stress può essere immesso in modo semiautomatico o calcolato utilizzando un simulatore di stress del circuito unico.
- Le linee guida per il declassamento possono essere personalizzate in base agli standard [1-6] o alla prassi della propria azienda.
- Linee guida per il posizionamento termico sotto forma di elenco di Pareto, per un posizionamento ottimale durante il layout.
Ulteriori usi per i risultati dello stress:
Una volta definite le sollecitazioni dei componenti, è possibile eseguire ulteriori analisi:
- La revisione schematica brevettata di BQR rileva un'ampia varietà di errori di progettazione prima del layout. Alcuni degli errori dipendono dallo stress, ad esempio: tensione applicata errata.
- Il software di calcolo dell'MTBF di BQR utilizza le sollecitazioni definite per una previsione realistica dell'MTBF.
Riferimenti:
[1] ECSS-Q-ST-30-11C Garanzia del prodotto spaziale - Declassamento - Componenti EEE
[2] Linee guida sul declassamento della Marina degli Stati Uniti, SD-18
[3] Comando spaziale dell'aeronautica militare SMC Standard SMC-S-010
[4] Istruzioni NASA EEE-INST-002 per la selezione, lo screening, la qualificazione e il declassamento delle parti EEE
[5] IPC-9592 Parametri di prestazione per dispositivi di conversione di potenza
[6] Manuale militare Mil-Hdbk-338 Manuale di progettazione elettronica dell'affidabilità
