一种基于输出电压退化的DC/DC变换器贮存寿命预测方法及试验系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于输出电压退化的DC/DC变换器贮存寿命预测方法及试验系统，其包含以下步骤：一：搭建DC/DC变换器加速退化试验系统；二：制定加速退化试验的试验方案；三：开展加速退化试验，得到DC/DC变换器输出电压的退化数据；四：针对输出电压退化数据进行数据分析，利用最小二乘法进行数据处理，得到伪寿命并拟合其分布；五：进行失效机理一致性检验，计算DC/DC变换器的贮存寿命。本发明专利技术旨在解决自然条件下获取DC/DC变换器贮存寿命周期长、经费高的问题。费高的问题。费高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于输出电压退化的DC/DC变换器贮存寿命预测方法及试验系统
(一)
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[0001]本专利技术提供了一种基于输出电压退化的DC/DC变换器贮存寿命预测方法及试验系统，尤其涉及一种贮存环境中DC/DC变换器寿命预测的方法及试验系统。主要针对电子元器件自然条件下贮存寿命获取周期长、经费高的问题，通过对加速条件下得到的输出电压退化数据分析预测其贮存寿命。属于电子元器件可靠性评价

(二)
技术介绍

[0002]DC/DC变换器是一种运用功率半导体开关器件实现功率变换的开关电源，因其体积小、功率密度高等优点被广泛应用于各系统中，为整机系统各电子部件或器件的正常运行提供稳定可靠的电源，其可靠性直接影响了它所服务的整机系统的可靠性。整机系统在使用之前往往长时间处于贮存等非工作状态，这要求其中的关键器件具有高贮存寿命。为了准确评估整机系统的贮存寿命，需要对其中DC/DC变换器等关键器件的贮存寿命进行评估预测。
[0003]传统的通过自然条件下贮存试验来获取器件贮存寿命的方法由于周期长、经费高，往往不能满足系统研制周期短、应用周期短的特点。加速退化试验是一种通过加大应力来加速产品失效，从而获取其贮存寿命的方法，其研究使高可靠、长寿命产品的可靠性评定成为可能。但如何制定加速退化试验方案，开展加速退化试验有许多需要重视的地方，搭建试验测试系统，保证失效机理具有一致性都影响了试验的准确性，这也是加速退化试验的重点所在。
[0004]基于输出电压退化的DC/DC变换器贮存寿命预测方法及试验系统是通过搭建加速退化试验系统，对DC/DC变换器的输出电压退化数据进行测试分析从而确定其贮存寿命的一种方法。搭建DC/DC变换器加速退化试验系统，制定加速退化试验方案，开展加速退化试验，得到输出电压的退化数据，在验证试验满足失效机理一致性的前提下计算DC/DC变换器的激活能，从而预测其贮存寿命。该方法减小了DC/DC变换器贮存寿命预测工作的时间和成本，对于其他电子元器件的贮存寿命预测也具有一定的指导作用，同时也为整机系统贮存寿命设计提供了底层元器件的数据支持。
(三)
技术实现思路
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[0005]1.目的：
[0006]针对自然条件下获取DC/DC变换器贮存寿命周期长、经费高的问题，本专利技术提供一种基于输出电压退化的DC/DC变换器贮存寿命预测方法及试验系统。
[0007]2.技术方案：
[0008]一种基于输出电压退化的DC/DC变换器贮存寿命预测方法，它包括以下步骤：
[0009]步骤一：搭建DC/DC变换器加速退化试验系统；
[0010]步骤二：制定加速退化试验的试验方案；
[0011]步骤三：开展加速退化试验，得到DC/DC变换器输出电压的退化数据；
[0012]步骤四：针对输出电压退化数据进行数据分析，利用最小二乘法进行数据处理，得到伪寿命并拟合其分布；
[0013]步骤五：进行失效机理一致性检验，计算DC/DC变换器的贮存寿命。
[0014]其中，在步骤一中搭建的加速退化试验系统应能提供试验所需的加速应力环境，同时包含相关测试仪器能够对被测器件的性能参数进行测试；
[0015]其中，在步骤一中可对选定DC/DC变换器正常工作状态下的性能参数进行测量，从而确定后续加速试验试验件的工作状态；
[0016]其中，在步骤二中试验方案是指试验应力、模型选用、应力加载方式、产品数量、试验截尾方式、试验应力水平和测量时间间隔；
[0017]其中，在步骤二中试验方案的试验应力是指温度应力；
[0018]其中，在步骤二中试验方案的模型选用是指Arrhenius模型；
[0019]其中，在步骤二中试验方案的应力加载方式是指恒定应力；
[0020]其中，在步骤二中试验方案的产品数量是指每个水平投入6个试验件；
[0021]其中，在步骤二中试验方案的试验截尾方式是指1000小时定时截尾；
[0022]其中，在步骤二中试验方案的试验应力水平是指363K、373K、383K三级应力水平；
[0023]其中，在步骤二中试验方案的测量时间间隔是指平均24小时测量一次；
[0024]其中，在步骤三中可使用步骤一所搭建的加速退化试验系统进行参数测试，同时应遵循步骤二所确定的试验方案；
[0025]其中，在步骤四中退化数据分析是指将试验数据以数值矩阵形式导入至MATLAB中；
[0026]其中，在步骤四中对伪寿命数据进行拟合是指在SPSS软件中进行；
[0027]其中，在步骤五中失效机理的一致性检验是指通过计算相关系数R2来判断拟合优度对于不同应力水平的失效机理一致性进行检验，可认为相关系数R2大于0.9即通过检验，当相关系数R2小于或等于0.9则无法通过检验，本方法不再适用；
[0028]其中，在步骤五中贮存环境下的预期寿命是指在正常贮存温度25℃下的DC/DC变换器贮存寿命预测值。
[0029]一种DC/DC变换器加速退化试验系统，包括应力提供模块、输入电压提供模块、输出电压采集模块、数据采集处理模块。
[0030]其中，所述应力提供模块用于提供恒定的温度应力输入，实现加速试验样件性能退化；
[0031]其中，所述输入电压提供模块用于提供试验样件加速退化试验前后测试所需的电压输入；
[0032]其中，所述输出电压采集模块用于采集试验样件加速退化试验前后的输出电压数据；
[0033]其中，所述数据采集处理模块用于对输出电压采集模块所采集的输出电压退化数据进行数据分析和处理。
[0034]3.优点及功效：
[0035]本专利技术的上述技术方案相比现有技术，该专利技术的优点是：
[0036]1)搭建了DC/DC变换器加速退化试验系统，能够实现在恒定温度下进行加速试验，同时测量其输出电压。通过加速退化试验加速DC/DC变换器的失效，从而获得其贮存寿命。
[0037]2)在对加速退化试验失效机理进行了一致性检验的前提下进行贮存寿命的预测。通过计算相关系数R2来判断拟合优度，当相关系数R2大于0.9时通过检验，相关系数R2小于或等于0.9无法通过检验，不再适用于本方法，从而保证了在不同温度下导致DC/DC变换器退化的机理具有一致性。
(四)附图说明：
[0038]为了使本专利技术的内容更容易被清楚的理解，下面根据本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。
[0039]图1是本专利技术基于输出电压退化的DC/DC变换器贮存寿命预测方法流程图；
[0040]图2是加速退化试验方案流程图；
[0041]图3是伪寿命数据对数正态分布拟合正态性检验结果图；
[0042]图4是伪寿命数据对数正态分布拟合正态性标准Q
‑
Q图；
[0043]图5是试验数据最小二乘拟合图；
[0044]图6是加速退化试验系统组成图。
(五)具体实施方式：
[0045]下面结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于输出电压退化的DC/DC变换器贮存寿命预测方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤一：搭建DC/DC变换器加速退化试验系统；步骤二：制定加速退化试验的试验方案；步骤三：开展加速退化试验，得到DC/DC变换器输出电压的退化数据；步骤四：针对输出电压退化数据进行数据分析，利用最小二乘法进行数据处理，得到伪寿命并拟合其分布；步骤五：进行失效机理一致性检验，计算DC/DC变换器的贮存寿命。2.根据权利要求1所述的一种基于输出电压退化的DC/DC变换器贮存寿命预测方法，其特征在于，搭建了DC/DC变换器加速退化试验系统，包含应力提供模块、输入电压提供模块、输出电压采集模块、数据采集处理模块。3.根据权利要求1所述的一种基于输出电压退化的DC/DC变换器贮存寿命预测方法，其特征在于，制定了针对DC/DC变换器的加速退化试验方案，规定了具体的试验应力、模型选用、应力加载方式、产品数量、试验截尾方式、试验应力水平和测量时间间隔，加速退化试验方案包括：试验应力选用温度应力、模型选用Arrhenius模型、应力加载方式选择恒定应力、受试产品数量选择每个温度应力水平下投入6个试验样件、试验截尾方式采用1000小时定时截尾、试验应力水平选取363K、373K、383K三级应力水平、试验样品测量时间间隔选择平均每24小时测量1次。4.根据权利要求1所述的一种基于输出电压退化的DC/DC变...

【专利技术属性】
技术研发人员：高成，赵如豪，黄姣英，游文超，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：