專利名稱：一種驅(qū)動電源使用壽命的加速檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用壽命的加速檢測方法；尤其是涉及一種驅(qū)動電源使用壽命的加速檢測方法。
背景技術(shù)：
驅(qū)動電源作為一種工業(yè)產(chǎn)品的主要部件，發(fā)展越來越迅速；而驅(qū)動電源的壽命是衡量其質(zhì)量的重要指標；因此，要通過檢測試驗對其在設(shè)計過程中設(shè)定的使用壽命進行檢測，來判定驅(qū)動電源的實際使用壽命是否滿足設(shè)計要求；但是傳統(tǒng)的對驅(qū)動電源實際使用壽命的檢測方法是在其正常使用狀態(tài)下做長時間的壽命測試，直至驅(qū)動板損壞或達到設(shè)計的使用壽命要求；正常的驅(qū)動電源的壽命可達到上萬小時，這樣，在正常使用狀態(tài)下做使用壽命檢測，就會導(dǎo)致檢測效率低下，延長了新產(chǎn)品的研發(fā)周期，而且浪費大量的人力物力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在保持驅(qū)動電源失效機理不變的條件下，通過提高其工作的環(huán)境溫度的方法來加速失效，檢測其使用壽命是否達到設(shè)計要求并發(fā)現(xiàn)其潛在的缺陷。根據(jù)驅(qū)動電源的設(shè)計使用壽命，通過阿倫尼斯(Arrhenius)加速壽命試驗?zāi)Ｐ图爸眯哦壤碚撏茢喑鲈诟邷貭顟B(tài)下驅(qū)動電源應(yīng)滿足的理論最低使用壽命，然后將理論最低使用壽命做為檢測時間，在高溫狀態(tài)下對驅(qū)動電源進行加速檢測；從而縮短驅(qū)動電源在研制和生產(chǎn)的檢測時間，降低產(chǎn)品研制和生產(chǎn)成本。為達到上述目的，本發(fā)明一種加速壽命測試方法，包括以下步驟步驟SI :確定檢測條件，包括以下步驟步驟Sl-I :根據(jù)驅(qū)動電源確定進行加速檢測的檢測溫度Ta ；步驟S1-2 :設(shè)定加速檢測所采用的驅(qū)動電源的數(shù)量N，N為自然數(shù)；步驟S1-3 :設(shè)定加速檢測的失效數(shù)r = O和置信度c ；步驟S2 :計算加速檢測的理論最低使用壽命T ;包括以下步驟步驟S2-1 :在檢測溫度Ta進行加速檢測情況下，計算加速因子AF
_] AF = 6{τ}{υΛ)其中，Ea為激活能，與驅(qū)動電源的材料有關(guān)；k為波爾茲曼常數(shù)；Tc為常態(tài)工作的環(huán)境溫度，Ta為高溫加速檢測的環(huán)境溫度，Tc與Ta的單位為開爾文；步驟S2_2 :計算驅(qū)動電源的理論最低使用壽命T Ts = 2N*T*AF/X2(l_c，2r+2)其中，Ts為驅(qū)動電源的設(shè)計使用壽命，N為加速檢測所采用的驅(qū)動電源的數(shù)量，AF為加速因子，c為置信度，r為失效數(shù)；X2(l-c,2r+2)是卡方分布函數(shù)；步驟S3 :在檢測條件下進行加速檢測；包括以下步驟
步驟S3-1 :選擇N個可正常工作的帶有外殼的驅(qū)動電源作為試驗樣品；
步驟S3-2 :將試驗箱內(nèi)的環(huán)境溫度穩(wěn)定在檢測溫度Ta ；步驟S3-3 :將試驗樣品設(shè)置在試驗箱內(nèi)，設(shè)定檢測時間=理論最低使用壽命T，進行加速檢測；步驟S3-4 :達到檢測時間，結(jié)束加速檢測。上述目的還可以通過下述技術(shù)方案進一步完善。還包括步驟S4 :根據(jù)加速檢測的結(jié)果，判斷驅(qū)動電源的使用壽命是否達到設(shè)計要求；包括以下步驟步驟S4-1 :加速檢測后，判斷N個驅(qū)動電源是否發(fā)生故障；步驟S4-2 :根據(jù)N個驅(qū)動電源是否發(fā)生故障，判斷驅(qū)動電源的使用壽命是否達到
設(shè)計要求。所述步驟S4-2 :包括以下步驟步驟S4-21 :N個驅(qū)動電源均未發(fā)生故障，則驅(qū)動電源的使用壽命達到了設(shè)計要求；步驟S4-22 :N個驅(qū)動電源中有發(fā)生故障的驅(qū)動電源，則驅(qū)動電源的使用壽命未達到設(shè)計要求。上述目的還可以通過下述技術(shù)方案進一步完善。還包括步驟Sl-O :記錄驅(qū)動電源在額定電壓下的電參數(shù)；步驟S4-1還包括以下步驟步驟S4-11 :記錄加速檢測后的驅(qū)動電源在額定電壓下的電參數(shù)；步驟S4-12 :比較加速檢測后的驅(qū)動電源在額定電壓下的電參數(shù)與在額定電壓下的電參數(shù)加速檢測后的N個驅(qū)動電源在額定電壓下的電參數(shù)與加速檢測前在額定電壓下的電參數(shù)一致，N個驅(qū)動電源均未發(fā)生故障；加速檢測后的N個驅(qū)動電源在額定電壓下的電參數(shù)與加速檢測前在額定電壓下的電參數(shù)不一致，N個驅(qū)動電源中有發(fā)生故障的驅(qū)動電源。所述步驟Sl-I包括以下步驟步驟Sl-Il :在驅(qū)動電源的關(guān)鍵元件上布溫度探頭；步驟S1-12 :將驅(qū)動電源放入試驗箱中，使驅(qū)動電源在額定電壓下工作，緩慢升試驗箱的環(huán)境溫度，通過溫度探頭監(jiān)測驅(qū)動電源各關(guān)鍵元件的實際工作溫度；步驟S1-13 :在試驗箱升溫過程中，在各關(guān)鍵元件的實際工作溫度都沒有超出其自身的額定工作溫度范圍的條件下，記錄試驗箱的環(huán)境溫度所達到的最大值，將所述最大值的環(huán)境溫度作為加速檢測時的檢測溫度Ta。在步驟S1-2中，設(shè)定10彡N彡20。在步驟S1-3中，設(shè)定c = 0.8。在步驟Sl-Il中，所述關(guān)鍵元件包括主回路上的電容、MOS管、二極管。 本發(fā)明的有益效果本發(fā)明方法簡單，快捷，能快速地檢測出驅(qū)動的實際使用壽命是否滿足設(shè)計要求，并且根據(jù)試驗結(jié)果可以盡快的找出驅(qū)動電源的缺陷，加以改進；有效的提高了對驅(qū)動電源的檢測效率和設(shè)計效率，降低了設(shè)計成本。
具體實施例方式驅(qū)動電源在常態(tài)工作的環(huán)境溫度下的使用壽命可以達到上萬小時，因此，在常態(tài)工作的環(huán)境溫度下對驅(qū)動電源使用壽命的檢測也要相應(yīng)的時間。但如果驅(qū)動電源在保持驅(qū)動電源失效機理不變的條件下，提高工作的環(huán)境溫度，就加快了驅(qū)動電源的失效，縮短了驅(qū)動電源的使用壽命，進而縮短了檢測時間。更進一步地，本發(fā)明以假設(shè)驅(qū)動電源的實際使用壽命滿足設(shè)計使用壽命的要求為前提，設(shè)定高溫工作的環(huán)境，通過置信度關(guān)聯(lián)公式及阿倫尼斯加速模型計算出該檢測條件下驅(qū)動電源的理論最低使用壽命，然后將理論最低使用壽命作為檢測時間進行加速檢測。根據(jù)加速檢測的結(jié)果(驅(qū)動電源是否發(fā)生故障)，判斷驅(qū)動電源的使用壽命是否達到設(shè)計要求。為使本發(fā)明驅(qū)動電源使用壽命的加速檢測方法的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明做進一步詳細說明；以下所描述的具體實施例僅用于說明本發(fā)明，但不用來限定本發(fā)明的范圍。 本發(fā)明的驅(qū)動電源使用壽命的加速檢測方法包括以下步驟步驟SI :確定檢測條件，包括以下步驟步驟Sl-I :根據(jù)驅(qū)動電源確定進行加速檢測的檢測溫度Ta ；步驟S1-2 :設(shè)定加速檢測所采用的驅(qū)動電源的數(shù)量N，N為自然數(shù)；步驟S1-3 :設(shè)定加速檢測的失效數(shù)r = O和置信度c ;失效數(shù)表示理想狀態(tài)下N個驅(qū)動電源在加速檢測后出現(xiàn)故障的數(shù)量；置信度表示在檢測條件下驅(qū)動電源平均無故障工作的實際時間大于理論計算的理論最低使用壽命T的概率，置信度的值根據(jù)加速檢測所需的精確度設(shè)定；步驟S2 :計算加速檢測的理論最低使用壽命T ;包括以下步驟步驟S2-1 :在檢測溫度Ta進行加速檢測情況下，計算加速因子AF AF = ^ }{υΛ)其中，Ea為激活能，與驅(qū)動電源的材料有關(guān)；k為波爾茲曼常數(shù)；Tc為常態(tài)工作的環(huán)境溫度，Ta為高溫加速檢測的環(huán)境溫度，Tc與Ta的單位為開爾文；步驟S2-2 :計算加速檢測的理論最低使用壽命T Ts = 2N*T*AF/X2(l_c，2r+2)其中，Ts為驅(qū)動電源的設(shè)計使用壽命，N為加速檢測所采用的驅(qū)動電源的數(shù)量，AF為加速因子，c為置信度，r為失效數(shù)；X2(l-c,2r+2)是卡方分布函數(shù),在c, r確定的情況下，可以通過查卡方分布函數(shù)表得到；步驟S3 :在檢測條件下進行加速檢測；包括以下步驟步驟S3-1 :選擇N個可正常工作的帶有外殼的驅(qū)動電源作為試驗樣品；步驟S3-2 :將試驗箱內(nèi)的環(huán)境溫度穩(wěn)定在檢測溫度Ta ；步驟S3-3 :將試驗樣品設(shè)置在試驗箱內(nèi)，設(shè)定檢測時間=理論最低使用壽命T，進行加速檢測；步驟S3-4 :達到檢測時間，結(jié)束加速檢測。
—種加速壽命測試方法,還包括步驟S4 :根據(jù)加速檢測的結(jié)果，判斷驅(qū)動電源的使用壽命是否達到設(shè)計要求；包括以下步驟步驟S4-1 :加速檢測后，判斷N個驅(qū)動電源是否發(fā)生故障；步驟S4-2 :根據(jù)N個驅(qū)動電源是否發(fā)生故障，判斷驅(qū)動電源的使用壽命是否達到設(shè)計要求。所述步驟S4-2 :包括以下步驟步驟S4-21 :N個驅(qū)動電源均未發(fā)生故障，則驅(qū)動電源的使用壽命達到了設(shè)計要求；
步驟S4-22 :N個驅(qū)動電源中有發(fā)生故障的驅(qū)動電源，則驅(qū)動電源的使用壽命未達到設(shè)計要求。一種加速壽命測試方法，還包括步驟Sl-O :記錄驅(qū)動電源在額定電壓下的電參數(shù)；步驟S4-1還包括以下步驟步驟S4-11 :記錄加速檢測后的驅(qū)動電源在額定電壓下的電參數(shù)；步驟S4-12 :比較加速檢測后的驅(qū)動電源在額定電壓下的電參數(shù)與在額定電壓下的電參數(shù)加速檢測后的N個驅(qū)動電源在額定電壓下的電參數(shù)與加速檢測前在額定電壓下的電參數(shù)一致，N個驅(qū)動電源均未發(fā)生故障；加速檢測后的N個驅(qū)動電源在額定電壓下的電參數(shù)與加速檢測前在額定電壓下的電參數(shù)不一致，N個驅(qū)動電源中有發(fā)生故障的驅(qū)動電源。所述步驟Sl-I包括以下步驟步驟Sl-Il :在驅(qū)動電源的關(guān)鍵元件上布溫度探頭；步驟S1-12 :將驅(qū)動電源放入試驗箱中，使驅(qū)動電源在額定電壓下工作，緩慢升試驗箱的環(huán)境溫度，通過溫度探頭監(jiān)測驅(qū)動電源各關(guān)鍵元件的實際工作溫度；步驟S1-13 :在試驗箱升溫過程中，在各關(guān)鍵元件的實際工作溫度都沒有超出其自身的額定工作溫度范圍的條件下，記錄試驗箱的環(huán)境溫度所達到的最大值，將所述最大值的環(huán)境溫度作為加速檢測時的檢測溫度Ta。在步驟S1-2中，設(shè)定10彡N彡20。在步驟S1-3中，設(shè)定c = 0.8。在步驟Sl-Il中，所述關(guān)鍵元件包括主回路上的電容、MOS管、二極管。下面結(jié)合一個實際的驅(qū)動電源的加速檢測進行說明該驅(qū)動電源的設(shè)計要求，常態(tài)工作的環(huán)境溫度是30°C，設(shè)計使用壽命Ts為I. 4萬小時。步驟SI :確定檢測條件，包括以下步驟步驟Sl-I :根據(jù)驅(qū)動電源確定進行加速檢測的檢測溫度Ta ;包括以下步驟步驟Sl-Il :在驅(qū)動電源的關(guān)鍵元件上布溫度探頭；步驟S1-12 :將驅(qū)動電源放入試驗箱中，使驅(qū)動電源在額定電壓下工作，緩慢升試驗箱的環(huán)境溫度，通過溫度探頭監(jiān)測驅(qū)動電源各關(guān)鍵元件的實際工作溫度；
步驟Sl-13 :在試驗箱升溫過程中，在各關(guān)鍵元件的實際工作溫度都沒有超出其自身的額定工作溫度范圍的條件下，記錄試驗箱的環(huán)境溫度所達到的最大值70°C，將所述最大值的環(huán)境溫度70°C作為加速檢測時的檢測溫度Ta ；步驟S1-2 :為了減少測試時間、提高加速檢測結(jié)果的準確性，設(shè)定加速檢測所采用的驅(qū)動電源的數(shù)量N= 10；步驟S1-3 :設(shè)定加速檢測的失效數(shù)r = O和置信度c = O. 8 ;由于本發(fā)明所述的加速檢測方法的前提是在驅(qū)動電源的實際使用壽命滿足設(shè)計使用壽命的要求，因此，在加速檢測的理想狀態(tài)是，10個驅(qū)動電源均為未發(fā)生失效，即r = O ;置信度的值根據(jù)加速檢測所需的精確度設(shè)定；
步驟S2 :計算加速檢測的理論最低使用壽命T ;包括以下步驟步驟S2-1 :在檢測溫度Ta = 70°C進行加速檢測情況下，計算加速因子AF AF =其中，e是基本電荷的帶電量，e = I. 6021892X 1(Γ19庫侖；Tc = 30 °C, Ta =70°C，將。C轉(zhuǎn)換單位為K，則Tc = 30+273. 15，Ta = 70+273. 15 ；K為波爾茲曼常數(shù)，K =
I.38E-23J/K ;根據(jù)本領(lǐng)域?qū)︱?qū)動電源的相關(guān)材質(zhì)的描述，本例中的激活能選定為Ea =
O.5，單位是電子伏eV;步驟S2-2 :計算加速檢測的理論最低使用壽命T Ts = 2N*T*AF/X2(l_c，2r+2)其中，Ts= I. 4 萬小時，N= 10，AF 為加速因子，c = 0.8,r = O ;X2(l_c，2r+2)是卡方分布函數(shù)，在c，r確定的情況下，可以通過查卡方分布函數(shù)表得到；步驟S3 :在檢測條件下進行加速檢測；包括以下步驟步驟S3-1 :選擇10個可正常工作的帶有外殼的驅(qū)動電源作為試驗樣品；步驟S3-2 :將試驗箱內(nèi)的環(huán)境溫度穩(wěn)定在檢測溫度Ta = 70°C ；步驟S3-3 :將試驗樣品設(shè)置在試驗箱內(nèi)，設(shè)定檢測時間=理論最低使用壽命T，進行加速檢測；為了便于對檢測時間的控制，經(jīng)過步驟S2計算，檢測時間取整數(shù)值近似為240小時；即將本例中驅(qū)動電源加速檢測的檢測時間設(shè)定為240小時；步驟S3-4 :達到檢測時間，結(jié)束加速檢測。作為本實施例的一種結(jié)果加速檢測后10個驅(qū)動電源在額定電壓下的電參數(shù)與加速檢測前在額定電壓下的電參數(shù)一致，10個驅(qū)動電源均未發(fā)生故障；即判定驅(qū)動電源的實際使用壽命達到了設(shè)計使用壽命Ts為I. 4萬小時的要求；作為本實施例的另一種結(jié)果加速檢測后10個驅(qū)動電源中有兩個在額定電壓下的電參數(shù)與加速檢測前在額定電壓下的電參數(shù)不一致，兩個驅(qū)動電源發(fā)生故障；即判定驅(qū)動電源的使用壽命未達到設(shè)計要求，并根據(jù)驅(qū)動電源的異常參數(shù)，對驅(qū)動電源進行改進。根據(jù)本實施例，進一步說明了，本發(fā)明公開了一種驅(qū)動電源使用壽命的檢測方法；根據(jù)阿倫尼斯加速因子，并有效結(jié)合置信度概念，以驅(qū)動電源的實際使用壽命滿足設(shè)計使用壽命為前提，計算檢測時間，使檢測方法更為簡便，使檢測時間具有可控性，并使檢測與恰當(dāng)?shù)睦碚摶A(chǔ)相結(jié)合，使檢測的效率更高。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動電源使用壽命的加速檢測方法，其特征在于 包括以下步驟 步驟Si:確定檢測條件，包括以下步驟 步驟Sl-I :根據(jù)驅(qū)動電源確定進行加速檢測的檢測溫度Ta ； 步驟S1-2 :設(shè)定加速檢測所采用的驅(qū)動電源的數(shù)量N，N為自然數(shù)； 步驟S1-3 :設(shè)定加速檢測的失效數(shù)r = O和置信度c ； 步驟S2 :計算加速檢測的理論最低使用壽命T ;包括以下步驟 步驟S2-1 :在檢測溫度Ta進行加速檢測情況下，計算加速因子AF 丄」I =eU ) [Tc Ta) 其中，e是基本電荷的帶電量，e = I. 6021892 X 10_19庫侖；Ea為激活能，與驅(qū)動電源的材料有關(guān)；k為波爾茲曼常數(shù)，k = I. 38E-23J/K ；Tc為常態(tài)工作的環(huán)境溫度，Ta為高溫加速檢測的環(huán)境溫度，Tc與Ta的單位為開爾文； 步驟S2-2 :計算驅(qū)動電源的理論最低使用壽命T Ts = 2N*T*AF/X2(l-c，2r+2) 其中，Ts為驅(qū)動電源的設(shè)計使用壽命，N為加速檢測所采用的驅(qū)動電源的數(shù)量，AF為加速因子，c為置信度，r為失效數(shù)；X2 (1-c, 2r+2)是卡方分布函數(shù)，在c，r確定的情況下，可以通過查卡方分布函數(shù)表得到； 步驟S3 :在檢測條件下進行加速檢測；包括以下步驟 步驟S3-1 :選擇N個可正常工作的帶有外殼的驅(qū)動電源作為試驗樣品； 步驟S3-2 :將試驗箱內(nèi)的環(huán)境溫度穩(wěn)定在檢測溫度Ta ； 步驟S3-3 :將試驗樣品設(shè)置在試驗箱內(nèi)，設(shè)定檢測時間=理論最低使用壽命T，進行加速檢測； 步驟S3-4 :達到檢測時間，結(jié)束加速檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的驅(qū)動電源使用壽命的加速檢測方法，其特征在于 還包括步驟S4 :根據(jù)加速檢測的結(jié)果，判斷驅(qū)動電源的使用壽命是否達到設(shè)計要求； 包括以下步驟 步驟S4-1 :加速檢測后，判斷N個驅(qū)動電源是否發(fā)生故障； 步驟S4-2 :根據(jù)N個驅(qū)動電源是否發(fā)生故障，判斷驅(qū)動電源的使用壽命是否達到設(shè)計要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動電源使用壽命的加速檢測方法，其特征在于 所述步驟S4-2 :包括以下步驟 步驟S4-21 :N個驅(qū)動電源均未發(fā)生故障，則驅(qū)動電源的使用壽命達到了設(shè)計要求；步驟S4-22 :N個驅(qū)動電源中有發(fā)生故障的驅(qū)動電源，則驅(qū)動電源的使用壽命未達到設(shè)計要求。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動電源使用壽命的加速檢測方法，其特征在于 還包括步驟Sl-O :記錄驅(qū)動電源在額定電壓下的電參數(shù)； 步驟S4-1還包括以下步驟 步驟S4-11 :記錄加速檢測后的驅(qū)動電源在額定電壓下的電參數(shù)；步驟S4-12 比較加速檢測后的驅(qū)動電源在額定電壓下的電參數(shù)與在額定電壓下的電參數(shù) 加速檢測后的N個驅(qū)動電源在額定電壓下的電參數(shù)與加速檢測前在額定電壓下的電參數(shù)一致，N個驅(qū)動電源均未發(fā)生故障； 加速檢測后的N個驅(qū)動電源在額定電壓下的電參數(shù)與加速檢測前在額定電壓下的電參數(shù)不一致，N個驅(qū)動電源中有發(fā)生故障的驅(qū)動電源。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的驅(qū)動電源使用壽命的加速檢測方法，其特征在于 所述步驟Si-I包括以下步驟 步驟Sl-Il :在驅(qū)動電源的關(guān)鍵元件上布溫度探頭； 步驟S1-12 :將驅(qū)動電源放入試驗箱中，使驅(qū)動電源在額定電壓下工作，緩慢升試驗箱的環(huán)境溫度，通過溫度探頭監(jiān)測驅(qū)動電源各關(guān)鍵元件的實際工作溫度； 步驟S1-13 :在試驗箱升溫過程中，在各關(guān)鍵元件的實際工作溫度都沒有超出其自身的額定工作溫度范圍的條件下，記錄試驗箱的環(huán)境溫度所達到的最大值，將所述最大值的環(huán)境溫度作為加速檢測時的檢測溫度Ta。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的驅(qū)動電源使用壽命的加速檢測方法，其特征在于 在步驟S1-2中，設(shè)定10≤N≤20。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的驅(qū)動電源使用壽命的加速檢測方法，其特征在于在步驟S1-3 中，設(shè)定 c = O. 8。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的驅(qū)動電源使用壽命的加速檢測方法，其特征在于所述關(guān)鍵元件包括主回路上的電容、MOS管、二極管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動電源使用壽命的加速檢測方法，以假設(shè)驅(qū)動電源的實際使用壽命滿足設(shè)計使用壽命的要求為前提，設(shè)定高溫工作的環(huán)境，通過置信度關(guān)聯(lián)公式及阿倫尼斯加速模型計算出該檢測條件下驅(qū)動電源的理論最低使用壽命，然后將理論最低使用壽命作為檢測時間進行加速檢測。根據(jù)加速檢測的結(jié)果(驅(qū)動電源是否發(fā)生故障)，判斷驅(qū)動電源的使用壽命是否達到設(shè)計要求。本發(fā)明在保持驅(qū)動電源失效機理不變的條件下，通過提高其工作溫度應(yīng)力的方法來加速失效，發(fā)現(xiàn)其潛在的缺陷；使檢測方法簡便，使檢測時間具有可控性，并使檢測與恰當(dāng)?shù)睦碚摶A(chǔ)相結(jié)合，使檢測的效率更高。
文檔編號G01R31/40GK102721934SQ201110077160
公開日2012年10月10日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者周明杰, 藺振華 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司