艾包華

摘 要：本文針對(duì)家用燃?xì)饪焖贌崴鳎ㄒ韵潞?jiǎn)稱燃?xì)鉄崴鳎╇娍叵到y(tǒng)的可靠性驗(yàn)證存在驗(yàn)證時(shí)間長(zhǎng)、成本高、效率低等不足，通過(guò)設(shè)計(jì)新的模擬試驗(yàn)裝置，可實(shí)現(xiàn)多應(yīng)力水平加速壽命試驗(yàn)，高效評(píng)估燃?xì)鉄崴麟娍叵到y(tǒng)可靠性。

關(guān)鍵詞：燃?xì)鉄崴麟娍叵到y(tǒng)加速壽命試驗(yàn)

中圖分類號(hào):TS914 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)07(c)-0010-01

1 引言

燃?xì)鉄崴饕蚱涫褂玫姆奖阈院褪孢m性深受消費(fèi)者喜愛，同時(shí)促使燃?xì)鉄崴鞒吞?、?jié)能、環(huán)保、智能等方向發(fā)展，對(duì)燃?xì)鉄崴鞯碾娍叵到y(tǒng)可靠性要求也越來(lái)越高。

目前，針對(duì)燃?xì)鉄崴麟娍叵到y(tǒng)可靠性驗(yàn)證主要包括：

（1）依據(jù)燃?xì)鉄崴麟娍叵到y(tǒng)原理圖和技術(shù)規(guī)格書，驗(yàn)證電控系統(tǒng)的符合性（參數(shù)和功能）；（2）在不通電的靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行高低溫、冷熱沖擊、潮態(tài)、振動(dòng)跌落等試驗(yàn)；（3）常溫、常壓、不帶負(fù)載的狀態(tài)進(jìn)行耐久試驗(yàn)；（4）常溫、常壓（氣壓和電壓），裝配1～2臺(tái)整機(jī)進(jìn)行耐久試驗(yàn)?，F(xiàn)有的試驗(yàn)方案存在一定的局限性，驗(yàn)證時(shí)間長(zhǎng)、成本高（消耗燃?xì)猓?、效率低?/p>

2 試驗(yàn)裝置與電路圖

結(jié)合燃?xì)鉄崴鲗?shí)際工作狀況，運(yùn)用計(jì)數(shù)器、程控變頻電源、恒溫恒濕箱、時(shí)間繼電器通斷模擬水流和風(fēng)壓信號(hào)、加裝火焰模擬裝置、25W燈泡（模擬風(fēng)機(jī)）、電磁閥等負(fù)載實(shí)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室人工控制和調(diào)節(jié)對(duì)燃?xì)鉄崴麟娍叵到y(tǒng)影響大的溫度、濕度、電壓和負(fù)載四應(yīng)力水平，加速壽命試驗(yàn)，可以充分驗(yàn)證電控系統(tǒng)在實(shí)際使用環(huán)境或惡劣工作環(huán)境的適用性和可靠性。通過(guò)故障樣品分析和研究主要失效機(jī)理，指導(dǎo)質(zhì)量改進(jìn)方向。同時(shí)，該試驗(yàn)可大批量進(jìn)行，能夠高效篩選出失效樣品進(jìn)行故障分析，并且故障現(xiàn)象可模擬重現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)高效、低成本進(jìn)行大量可靠性驗(yàn)證。詳細(xì)如圖1所示。

3 試驗(yàn)方案

燃?xì)鉄崴鲊?guó)家標(biāo)準(zhǔn)（1）規(guī)定產(chǎn)品使用壽命為8年，點(diǎn)火、控制裝置1.2萬(wàn)次無(wú)異常（額定電壓的90%、室溫）。按每天使用0.5h計(jì)算，8年總使用時(shí)間為1460h；按每次使用時(shí)間20min計(jì)算（電控系統(tǒng)帶20min定時(shí)功能），1.2萬(wàn)次總使用時(shí)間為4000h，綜合考慮確定測(cè)試時(shí)間為3000h。

在失效機(jī)理不變的情況下，通過(guò)控制和調(diào)節(jié)對(duì)燃?xì)鉄崴麟娍叵到y(tǒng)影響大的溫度、濕度、電壓和負(fù)載四應(yīng)力水平，使電控系統(tǒng)的工作環(huán)境更惡劣，電子元器件的失效會(huì)加速進(jìn)行。為了提高效率和適當(dāng)減少試驗(yàn)樣品數(shù)量，采用二組樣品平行進(jìn)行步進(jìn)應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)（2），加速應(yīng)力水平k=6。估計(jì)電控系統(tǒng)的失效規(guī)律是遞增型，測(cè)試周期采用對(duì)數(shù)等間隔（772h,204h,54h,14h,4h）先疏后密；溫度作加速應(yīng)力，采用溫度的倒數(shù)等間隔（298K,306K,315K,323K,333K）；電壓作加速應(yīng)力，采用對(duì)數(shù)等間隔取值(220V,226V,232V,238V,245V)。為縮短試驗(yàn)時(shí)間，減少試驗(yàn)所需的樣本量，參考相關(guān)文獻(xiàn)，采用均勻正交試驗(yàn)理論確定試驗(yàn)應(yīng)力的組合方式和試驗(yàn)次數(shù)（3）。

4 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)分別選取兩款燃?xì)鉄崴麟娍叵到y(tǒng)24套，6套一組共4組平行樣品。其中兩組電控系統(tǒng)在恒溫恒濕箱內(nèi)按照試驗(yàn)方案進(jìn)行帶負(fù)載加速壽命試驗(yàn)，另外兩組分別在常溫額定電壓和常溫1.1倍額定電壓下試驗(yàn)。

(1)在常溫額定電壓和常溫1.1倍額定電壓試驗(yàn)的兩組樣品已累計(jì)試驗(yàn)1500h無(wú)異常，與以往試驗(yàn)方案得出的結(jié)果一致；

(2)在恒溫恒濕箱內(nèi)試驗(yàn)的樣品先后出現(xiàn)4個(gè)故障樣品，經(jīng)過(guò)對(duì)故障樣品進(jìn)行分析，主要原因是電子元器件在高溫、高濕狀態(tài)下出現(xiàn)老化和電氣絕緣性能下降導(dǎo)致電控系統(tǒng)失效。

5 結(jié)語(yǔ)

(1)對(duì)于燃?xì)鉄崴麟娍叵到y(tǒng)，電壓應(yīng)力水平的影響不顯著。主要原因是電控系統(tǒng)的電源電路中包括變壓、整流、濾波和穩(wěn)壓四部分，輸入電壓的波動(dòng)不影響輸出電壓。通過(guò)實(shí)際測(cè)量6套3款不同規(guī)格的燃?xì)鉄崴麟娍叵到y(tǒng)，輸入電壓154～264V，輸出電壓穩(wěn)定在4.983～5.034V。

(2)溫度和濕度應(yīng)力水平對(duì)燃?xì)鉄崴麟娍叵到y(tǒng)的影響顯著。隨著溫度和濕度水平的上升，電控系統(tǒng)壽命按指數(shù)下降。這從側(cè)面解釋了燃?xì)鉄崴髟趪?guó)家標(biāo)準(zhǔn)（1）規(guī)定的正常狀態(tài)性能檢測(cè)合格交付用戶使用，當(dāng)用戶家的使用條件比較惡劣，往往使用幾個(gè)月就可能出現(xiàn)故障。

(3)采用該試驗(yàn)方案和裝置，可以較好兼顧效率和效果。燃?xì)鉄崴鞴ぷ魇芩?、燃?xì)狻㈦姷榷嘁蛩赜绊?，模擬電控系統(tǒng)的所有可能失效機(jī)理很難。通過(guò)本試驗(yàn)裝置同時(shí)對(duì)大量樣品進(jìn)行加速壽命試驗(yàn)可以到得較多的故障樣品，針對(duì)故障樣品分析失效原因，倒推失效機(jī)理則相對(duì)簡(jiǎn)單。

當(dāng)然，本試驗(yàn)裝置采用同功率的白熾燈代替風(fēng)機(jī)具有一定局限性，不能模擬風(fēng)機(jī)啟動(dòng)瞬間的電流沖擊對(duì)電控系統(tǒng)的影響，后續(xù)完善試驗(yàn)裝置。

參考文獻(xiàn)

[1] GB6932-2001家用燃?xì)饪焖贌崴?

[2] 峁詩(shī)松.從壽命試驗(yàn)到加速壽命試驗(yàn).質(zhì)量可靠性,2003年第1期（總第103期）.

[3] 陳文華，馮紅藝等.綜合應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)理論與方法.機(jī)械工程學(xué)報(bào),第42卷第12期（2003年12月）.