基于外推常规应力下亮度衰减数据的VFD寿命预测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于外推常规应力下亮度衰减数据的VFD寿命预测方法，包括以下步骤：1)获得多个加速温度应力下不同给定亮度对应的加速时间；2)根据所述加速时间外推出常规应力下不同给定亮度所对应的时间；3)根据步骤2)获得常规应力下VFD的威布尔亮度衰减公式；4)根据所述威布尔亮度衰减公式预测常规应力下VFD寿命。与现有技术相比，本发明专利技术具有预测精确、试验时间短等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种VFD寿命预测方法，尤其是涉及一种基于外推常规应力下亮度衰 减数据的VFD寿命预测方法。
技术介绍
真空焚光显示器（VacuumFluorescentDisplay，简称VFD)是一种低压、直流驱 动的平板电真空器件。由于它具有低压驱动、可靠性高、使用寿命长等诸多优点，所以在电 子和电气设备的显示面板上得到了广泛使用。为了得到它的寿命分布和各种可靠性特征， 在正常工作条件下采取寿命试验这一基本的可靠性试验方法需要数万小时；同时，由于科 技发展日新月异，产品更新换代的速度愈来愈快，以及日益激烈的市场竞争，要在正常工作 条件下进行寿命试验，试验结束时产品有可能已经更新，失去了试验的意义。因此，迫切需 要对VFD进行加速寿命试验，以期在较短时间内精确估计VFD的寿命，才不至于被市场所淘 汰。 -般情况下，可以直接借助于VFD在常规应力下的平均亮度衰减数据，采用威布 尔曲线拟合来实现寿命的预测；在其加速参数β已经确定的条件下，也可以通过记录其 加速寿命试验样品的失效时间、采用极大似然法估计威布尔参数的方法来预测VFD平均寿 命，但上述方法均存在花费时间较长、预测精度难以保证等不足。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种预测精确、试验 时间短的基于外推常规应力下亮度衰减数据的VFD寿命预测方法。 本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现： -种基于外推常规应力下亮度衰减数据的VFD寿命预测方法，包括以下步骤： 1)获得多个加速温度应力下不同给定亮度对应的加速时间； 2)根据所述加速时间外推出常规应力下不同给定亮度所对应的时间； 3)根据步骤2)获得常规应力下VFD的威布尔亮度衰减公式； 4)根据所述威布尔亮度衰减公式预测常规应力下VFD寿命。 所述步骤1)具体为： 11)采集加速温度应力^下^个试验样品的亮度数据，获取η,个试验样品的平均 亮度万(/,,): 其中，Dhjk)为第i个试验样品k时刻\jk在加速温度应力Τ;下的亮度，i= 1，2, · ··，nj，j= 1，2, 3,N，N为加速温度应力的个数； 12)计算加速时间tjk: 其中，加V为加速温度应力T,下η,个试验样品的平均初始亮度，η为尺度参 数，nij为形状参数； 13)取&个不同给定亮度，根据步骤12)计算各加速温度应力T;下的加速时间， 形成&组数据点（T.j,tn)，1 = 1，2,. . .，Ni，每一组由N个数据点组成。 所述加速温度应力的个数N取为4。 所述步骤2)中，对每一给定亮度，根据所述加速时间采用Power函数进行最小二 乘拟合，外推出常规应力下各给定亮度对应的时间，获得&个数据点（tw，DJ，砧表示常规 应力T。下不同给定亮度DΜ所对应的工作时间，1 = 1，2,. ..，Nρ&为给定亮度的个数。 所述Power函数公式为： 其中，CJPdi均为参数，tη表示加速温度应力T;下第1个给定亮度的加速时间， j= 1，2, 3,N，N为加速温度应力的个数。 所述常规应力下VFD的威布尔亮度衰减公式为： 其中，m。、riQ、D。。分别为常规应力T。下的形状参数、尺寸参数和试验样品的平均初 始亮度，砧表示常规应力T。下不同给定亮度Dw所对应的工作时间，常规应力T。试验样品 的平均初始亮度D。。为多个加速温度应力下试验样品初始亮度的平均值。 所述步骤4)中，将VFD的失效亮度代入所述威布尔亮度衰减公式，求得VFD的寿 命。 所述不同给定亮度均在失效亮度范围内。 与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果： (1)本专利技术通过提高阴极灯丝温度开展四个加速温度应力寿命试验并采集每个 VFD试验样品的亮度衰减数据，通过取平均获得每个加速温度应力下的平均亮度衰减数据， 采用威布尔函数和最小二乘法确定各加速应力下的平均亮度衰减公式，从而可得到VFD在 不同给定亮度下的加速时间，利用Power外推出所对应的常规应力下的时间，再结合威布 尔函数和最小二乘法确定常规应力下的亮度衰减公式，从而根据失效标准可得到VFD在常 规应力下的寿命，间接借助于VFD在多个加速温度应力下的平均亮度衰减数据完成寿命的 预测，大大缩短试验时间，节约了寿命预测成本。 (2)本专利技术通过外推方式预测常规应力下的VFD寿命，不仅实现了VFD寿命的精确 预测，而且给产品的设计者提供了在短时间内获得产品在实际应用中性能退化的情况，此 方法对生产厂商关于产品的设计具有指导意义。 (3)本专利技术寿命预测方法不仅为生产厂家和用户提供技术参考，也可推广应用到 0LED、LED等光电类产品。【附图说明】 图1为本专利技术的流程示意图； 图2为四个加速温度应力下平均亮度数据及其威布尔拟合曲线示意图； 图3为基于Power函数外推常规应力下对应给定亮度的工作时间曲线示意图； 图4为基于威布尔函数拟合常规应力下的亮度衰减数据曲线示意图。【具体实施方式】 下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案 为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于 下述的实施例。 步骤S1、不同加速温度应力下不同给定亮度所对应的加速时间的确定 首先，采集VFDN个加速温度应力下的试验数据。对于加速温度应力T^j= 1，2, 3, 4)下第i(i= 1，2,…，η)个试验样品，若记k时刻\&的亮度为D(tijk)，则该时 刻η,个试验样品的平均亮度万(G)为： 因此，由式⑴可得每个加速温度应力下试验样品的平均亮度衰减数据 ))，tjk为加速时间。 二参数威布尔函数可表示为 式中，mPτιj分别为每个加速应力下的形状参数和尺寸参数。令，则式（2)可变为描述VFD亮度衰减的公式，即有式中，为T,下试验样品的平均初始亮度，对式（3)取两次对数得 xjk= lnt jk (6) a〗=m j (7) bj= -m jin η j (8)因此可得到线性关系式 y.jk=a (9) 将平均亮度数据(//,，&^>代入式（5)和（6)便可得 利用式（11)可求出4、1^值，结合式（7)和（8)，便可计算出的形状参数&和尺度 参数ni。将所得的mjPni代入式（3)，便可确定各个加速温度应力下VFD亮度衰减数据 的威布尔公式。 对式（3)进行变形，可推导出不同给定亮度下$(?#)下的加速时间为 因此，在选取一个加速温度应力下衰减亮度Dn=DQ1=Dn=D21=D31=D41的基 础上，Dn均在失效亮度范围内，1 = 1，2, . ..，N:，结合式（12)可得到各加速温度应力(j =1，2, 3, 4)在对应不同给定亮度下的加速时间tn，从而形成&组数据点（Ttn)，每一组 由N个数据点组成。 步骤S当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于外推常规应力下亮度衰减数据的VFD寿命预测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获得多个加速温度应力下不同给定亮度对应的加速时间；2)根据所述加速时间外推出常规应力下不同给定亮度所对应的时间；3)根据步骤2)获得常规应力下VFD的威布尔亮度衰减公式；4)根据所述威布尔亮度衰减公式预测常规应力下VFD寿命。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张建平，陈文龙，邓丽昕，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海;31