一种基于固态继电器的可靠性试验方法技术

本发明专利技术公开一种基于固态继电器的可靠性试验方法，包括以下步骤：1)确认固态继电器试验的验证目标值T，依据GJB899A

【技术实现步骤摘要】
一种基于固态继电器的可靠性试验方法


[0001]本专利技术涉及一种可靠性试验方法，具体为一种基于固态继电器的可靠性试验方法。

技术介绍

[0002]固态继电器是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件，体积小、集成度高，目前已广泛应用于一般工业及民用设备的开关控制电路，其可靠性也越发得到使用方和生产方的重视。
[0003]针对固态继电器的可靠性试验，可参考国标、国军标和机械行业测试评价标准或规范。国标GB/T36640
‑
2018GJB《固体继电器》、机械行业标准JB/T11050
‑
2010《交流固态继电器》规定了固态继电器特性指标的测试方法和批次产品检验规则，但对于可靠性试验，仅规定了环境适应性试验，没有具体可靠性指标的试验方法。国军标GJB1515B
‑
2017《固态继电器总规范》中其规定的寿命试验方法，由于军工固态继电器应用场景特殊性，试验剖面过于严苛，其方法并不适用于一般工业或民用固态继电器，也没有具体明确可靠性指标的试验方法。国军标GJB899A
‑
2009《可靠性鉴定和验收试验》，是在充分考虑使用方和生产方的基础上，制定统计试验方案，验证可靠性指标，但试验时间长，试验周期和费用消耗较大，工程应用存在一定限制，且并未明确提出对于固态继电器可靠性指标的试验方法。
[0004]对于一般工业或民用固态继电器，上述可靠性鉴定试验和验收方法很难应用，存在不同程度的限制。

技术实现思路

>[0005]鉴于上述缺点与不足，本专利技术提供一种基于固态继电器的可靠性试验方法，可以解决对一般工业或民用固态继电器来说，现有试验方法消耗时间和费用成本较大，同时可靠性鉴定试验方案生产方试验通过概率低，使用方风险不明确的问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0007]一种基于固态继电器的可靠性试验方法，包括以下步骤：
[0008]1)确认固态继电器试验的验证目标值T，依据GJB899A
‑
2009序贯试验统计方案计算试验总时长T
总
；
[0009]2)设定固态继电器试验的环境应力参数；
[0010]3)根据确定的固态继电器试验的环境应力参数进行固态继电器可靠性鉴定试验剖面设计，通过试验总时长T
总
设计固态继电器试验方案；
[0011]4)执行固态继电器试验方案过程中，根据选择的序贯试验统计方案的接收
‑
拒收判定标准判定固态继电器试验是否通过。
[0012]步骤1)具体为：以平均故障间隔时间MTBF作为固态继电器可靠性水平的评价指标，以固态继电器可靠度为90％时的工作时长T为试验验证目标值：即T＝0.1MTBF，通过国军标GJB899A
‑
2009序贯试验统计方案计算试验总时长T
总
。
[0013]步骤2)中，环境应力参数由以下参数组成：输入端电压应力U、温度应力M、输出端负载电流I；
[0014](201)输入端电压应力U包括：上限工作电压U
上
、下限工作电压U
下
、额定工作电压U
额
、关断电压U
关
；
[0015](202)温度应力M包括：最低工作环境温度M
min
、最高工作环境温度M
max
、常温工作环境温度M0；
[0016](203)输出端负载电流I包括：常温工作环境温度M0时的负载电流与最低工作环境温度M
min
时负载电流一致，均为I
额
；最高工作环境温度M
max
时，根据固态继电器负载电流曲线选择温度为M
max
负载电流I
max
。
[0017]步骤3)中，对可靠性鉴定试验剖面设计具体为：
[0018](301)前置试验：可靠性试验开始前完成运输过程中预期的振动环境试验；(302)通过前置试验的样机顺序在常温工作环境温度M0、最高工作环境温度M
max
、最低工作环境温度M
min
下分别进行接通保持、关断保持、循环保持试验，共9种状态测试，设定每台固态继电器运行的时间为t、选定验样机的总数量为n，满足公式：T
总
＝9
×
n
×
t；t＝t0+t
max
+t
min
；t
min
＝t
max
；
[0019]当t>480h，t
min
＝t
max
＝48h，
[0020]当t≤480h，t0:t
max
:t
min
＝8:1:1；
[0021]其中，t0为常温工作环境温度M0下试验总运行时间；
[0022]t
max
为最高工作环境温度M
max
下试验总运行时间；
[0023]t
min
为最低工作环境温度M
min
下试验总运行时间。
[0024]步骤(302)中，可靠性鉴定试验剖面设计的9种状态测试具体为：
[0025](3021)常温工作环境温度M0、输出端保持额定负载电流I0下试验：
[0026]状态1：固态继电器输入端施加连续额定工作电压U
额
，施加连续额定工作电压U
额
的总运行时间为t
0额
，监测固态继电器是否保持接通状态；
[0027]状态2：固态继电器输入端施加连续关断电压U
关
，施加连续关断电压U
关
的总运行时间为t
0关
，监测固态继电器是否保持关断状态；
[0028]状态3：固态继电器输入端施加循环电压U
0循
、施加循环电压的总运行时间为t
0循
,开关时间比为1:9，监测固态继电器循环接通、关断状态；
[0029]U
0循
的循环电压施加过程依次为：
[0030]固态继电器输入端施加时间为t
0循上
的上限工作电压U
上
；
[0031]固态继电器输入端施加时间为t
0循下
的下限工作电压U
下
；
[0032]固态继电器输入端施加时间为t
0循额
的额定工作电压U
额
；
[0033]满足以下公式：
[0034]t
0循
＝t
0循上
+t
0循额
+t
0循下
；
[0035]t
0循上
:t
0循额...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于固态继电器的可靠性试验方法，其特征在于，包括以下步骤：1)确认固态继电器试验的验证目标值T，依据GJB899A
‑
2009序贯试验统计方案计算试验总时长T
总
；2)设定固态继电器试验的环境应力参数；3)根据确定的固态继电器试验的环境应力参数进行固态继电器可靠性鉴定试验剖面设计，通过试验总时长T
总
设计固态继电器试验方案；4)执行固态继电器试验方案过程中，根据选择的序贯试验统计方案的接收
‑
拒收判定标准判定固态继电器试验是否通过。2.根据权利要求1所述的基于固态继电器的可靠性试验方法，其特征在于：步骤1)具体为：以平均故障间隔时间MTBF作为固态继电器可靠性水平的评价指标，以固态继电器可靠度为90％时的工作时长T为试验验证目标值：即T＝0.1MTBF，通过国军标GJB899A
‑
2009序贯试验统计方案计算试验总时长T
总
。3.根据权利要求1所述的基于固态继电器的可靠性试验方法，其特征在于：步骤2)中，环境应力参数由以下参数组成：输入端电压应力U、温度应力M、输出端负载电流I；(201)输入端电压应力U包括：上限工作电压U
上
、下限工作电压U
下
、额定工作电压U
额
、关断电压U
关
；(202)温度应力M包括：最低工作环境温度M
min
、最高工作环境温度M
max
、常温工作环境温度M0；(203)输出端负载电流I包括：常温工作环境温度M0时的负载电流与最低工作环境温度M
min
时负载电流一致，均为I
额
；最高工作环境温度M
max
时，根据固态继电器负载电流曲线选择温度为M
max
负载电流I
max
。4.根据权利要求1所述的基于固态继电器的可靠性试验方法，其特征在于：步骤3)中，对可靠性鉴定试验剖面设计具体为：(301)前置试验：可靠性试验开始前完成运输过程中预期的振动环境试验；(302)通过前置试验的样机顺序在常温工作环境温度M0、最高工作环境温度M
max
、最低工作环境温度M
min
下分别进行接通保持、关断保持、循环保持试验，共9种状态测试，设定每台固态继电器运行的时间为t、选定验样机的总数量为n，满足公式：T
总
＝9
×
n
×
t；t＝t0+t
max
+t
min
；t
min
＝t
max
；当t>480h，t
min
＝t
max
＝48h，当t≤480h，t0:t
max
:t
min
＝8:1:1；其中，t0为常温工作环境温度M0下试验总运行时间；t
max
为最高工作环境温度M
max
下试验总运行时间；t
min
为最低工作环境温度M
min
下试验总运行时间。5.根据权利要求4所述的基于固态继电器的可靠性试验方法，其特征在于：步骤(302)中，可靠性鉴定试验剖面设计的9种状态测试具体为：(3021)常温工作环境温度M0、输出端保持额定负载电流I0下试验：状态1：固态继电器输入端施加连续额定工作电压U
额
，施加连续额定工作电压U
额
的总运行时间为t
0额
，监测固态继电器是否保持接通状态；状态2：固态继电器输入端施加连续关断电压U
关
，施加连续关断电压U
关
的总运行时间为
t
0关
，监测固态继电器是否保持关断状态；状态3：固态继电器输入端施加循环电压U
0循
、施加循环电压的总运行时间为t
0循
,开关时间比为1:9，监测固态继电器循环接通、关断状态；U
0循
的循环电压施加过程依次为：固态继电器输入端施加时间为t
0循上
的上限工作电压U
上
；固态继电器输入端施加时间为t
0循下
的下限工作电压U
下
；固态继电器输入端施加时间为t
0循额
的额定工作电压U
额
；满足以下公式：t
0循
＝t
0循上
+t
0循额
+t
0循下
；t

【专利技术属性】
技术研发人员：徐静，张冶，仝大永，吕宝新，国明，沈欣慰，都丽娟，陈庆芳，
申请(专利权)人：通号西安轨道交通工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：