[發(fā)明專利]電子元器件壽命預測方法、裝置、計算機設備和存儲介質(zhì)

有效

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• 申請日: 2021-12-09
• 公開（公告）號: CN113901675B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設計）人: 劉樹強;何亮;余思達;蔡金寶
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗研究所（（工業(yè)和信息化部電子第五研究所）（中國賽寶實驗室））
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/04
• 代理公司: 華進聯(lián)合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 左幫勝

本申請涉及一種電子元器件壽命預測方法、裝置、計算機設備和存儲介質(zhì)。包括：確定標準電子元器件的特性參數(shù)和第一工況條件；獲取預設溫度下的標準電子元器件的第一試驗壽命；確定標準電子元器件的加速倍數(shù)；獲取待預測電子元器件的第二工況條件，根據(jù)標準電子元器件的加速倍數(shù)、第二工況條件、待預測電子元器件的特性參數(shù)，確定使待預測電子元器件的加速倍數(shù)與標準電子元器件的加速倍數(shù)相等時的試驗溫度；根據(jù)第一工況條件和第二工況條件，確定工況差異倍數(shù)；根據(jù)第一試驗壽命和工況差異倍數(shù)，確定待預測電子元器件在試驗溫度下的第二試驗壽命。從而能夠預測其他工況的電子元器件的壽命，縮短了試驗時間，節(jié)省了試驗成本。

技術領域

本申請涉及電子設備壽命評估技術領域，特別是涉及一種電子元器件壽命預測方法、裝置、計算機設備和存儲介質(zhì)。

背景技術

隨著電子技術的發(fā)展，電子元器件在在航空航天、交通運輸、能源傳輸、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活等領域中的應用越來越廣泛。而電子元器件作為電力電子系統(tǒng)的基本單元和關鍵組成部分，往往需要承受高電壓、大電流以及高開關頻率的作用，使得其成為整個系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障的薄弱環(huán)節(jié)。一旦發(fā)生故障，可能會使電力電子系統(tǒng)的運行效率下降甚至導致整個系統(tǒng)的失效，造成嚴重的經(jīng)濟損失。而為了避免電子元器件由于達到壽命而產(chǎn)生故障，需要對電子元器件進行壽命預測，從而提高電子元器件的可靠性。

傳統(tǒng)技術中，電子元器件的壽命預估通常包括2種方法：

1）數(shù)據(jù)手冊法：以目前電子設備用量最大、壽命問題最為突出的鋁電解電容器為例（下文稱“電容器”，且若無其他說明，本申請均以其進行舉例），設備研制單位通常以電容器是否滿足規(guī)格書的高溫工作壽命（電容器手冊通常標有高于正常工況的高溫工作壽命的技術要求）作為是否滿足外場壽命要求的合格判據(jù)，但該方法的實質(zhì)是對電容器性能的符合性驗證，無法建立試驗壽命與外場壽命的函數(shù)關系，故稱為“數(shù)據(jù)手冊法”。不過，該方法的最大意義在于借助提高溫度應力，對電容器的壽命進行加速試驗。

2）Eaa（激活能）求解法：在“數(shù)據(jù)手冊法”的基礎上，部分研制單位為了更準確地建立試驗與外場壽命的加速關系，提出了“Eaa求解法”。要建立某型號電容器壽命與溫度應力之間的函數(shù)關系，須首先求解對應的Eaa。求解方法如下：設計多個應力組的加速試驗，并對不同應力組失效數(shù)據(jù)進行數(shù)學建模，最終完成求解。同時，溫度應力與電容器的壽命負相關，即提高溫度可以縮短壽命（或試驗時間），從而實現(xiàn)電容器的壽命的加速試驗。

同時，現(xiàn)有的壽命評估方法存在如下問題：1）按照數(shù)據(jù)手冊法開展加速試驗時，由于激活能為未知參數(shù)，所以研制單位無法通過自主調(diào)整溫差的方式實現(xiàn)試驗時間的調(diào)節(jié)，試驗的靈活性差，仍無法解決“建立試驗壽命與外場壽命的函數(shù)關系”這個核心問題；2）“Eaa求解法”所建立的試驗壽命與外場壽命的函數(shù)關系，僅局限于特定型號、特定工況（或工位）電容器，而在進行電路設計時，設計師可能將某一型號的電容器（此類電容器因同廠家同型號同批次，因此Eaa大概率一致）用于不同板卡或同一板卡的不同工位，這又引出另一個影響元器件壽命的因素——工況。即對于不同工況，即便Eaa相同的電容器，其外場壽命也會呈現(xiàn)巨大差異，因此，為了確保電容器的壽命預測的可靠性，對于每一個不同的電容器，甚至相同的，但工作在不同的工位的電容器，都需要一一進行實驗室加速壽命試驗，從而導致所需的試驗時間長，試驗成本高。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠通過電子元器件在不同工位時的工況的差異，從而通過測試一個電子元器件在一種工況下的壽命，即可通過工況差異預測該電子元器件在其他工況下的壽命，從而縮短測試時間，節(jié)省成本的電子元器件壽命預測方法、裝置、計算機設備和存儲介質(zhì)。