CN113901675B - 电子元器件寿命预测方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents

电子元器件寿命预测方法、装置、计算机设备和存储介质 Download PDF

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CN113901675B CN202111495488.6A CN202111495488A CN113901675B CN 113901675 B CN113901675 B CN 113901675B CN 202111495488 A CN202111495488 A CN 202111495488A CN 113901675 B CN113901675 B CN 113901675B
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Abstract

本申请涉及一种电子元器件寿命预测方法、装置、计算机设备和存储介质。包括：确定标准电子元器件的特性参数和第一工况条件；获取预设温度下的标准电子元器件的第一试验寿命；确定标准电子元器件的加速倍数；获取待预测电子元器件的第二工况条件，根据标准电子元器件的加速倍数、第二工况条件、待预测电子元器件的特性参数，确定使待预测电子元器件的加速倍数与标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度；根据第一工况条件和第二工况条件，确定工况差异倍数；根据第一试验寿命和工况差异倍数，确定待预测电子元器件在试验温度下的第二试验寿命。从而能够预测其他工况的电子元器件的寿命，缩短了试验时间，节省了试验成本。

Description

电子元器件寿命预测方法、装置、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及电子设备寿命评估技术领域，特别是涉及一种电子元器件寿命预测方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
随着电子技术的发展，电子元器件在在航空航天、交通运输、能源传输、农业生产以及日常生活等领域中的应用越来越广泛。而电子元器件作为电力电子系统的基本单元和关键组成部分，往往需要承受高电压、大电流以及高开关频率的作用，使得其成为整个系统中最容易发生故障的薄弱环节。一旦发生故障，可能会使电力电子系统的运行效率下降甚至导致整个系统的失效，造成严重的经济损失。而为了避免电子元器件由于达到寿命而产生故障，需要对电子元器件进行寿命预测，从而提高电子元器件的可靠性。
传统技术中，电子元器件的寿命预估通常包括2种方法：
1）数据手册法：以目前电子设备用量最大、寿命问题最为突出的铝电解电容器为例（下文称“电容器”，且若无其他说明，本申请均以其进行举例），设备研制单位通常以电容器是否满足规格书的高温工作寿命（电容器手册通常标有高于正常工况的高温工作寿命的技术要求）作为是否满足外场寿命要求的合格判据，但该方法的实质是对电容器性能的符合性验证，无法建立试验寿命与外场寿命的函数关系，故称为“数据手册法”。不过，该方法的最大意义在于借助提高温度应力，对电容器的寿命进行加速试验。
2）Eaa（激活能）求解法：在“数据手册法”的基础上，部分研制单位为了更准确地建立试验与外场寿命的加速关系，提出了“Eaa求解法”。要建立某型号电容器寿命与温度应力之间的函数关系，须首先求解对应的Eaa。求解方法如下：设计多个应力组的加速试验，并对不同应力组失效数据进行数学建模，最终完成求解。同时，温度应力与电容器的寿命负相关，即提高温度可以缩短寿命（或试验时间），从而实现电容器的寿命的加速试验。
同时，现有的寿命评估方法存在如下问题：1）按照数据手册法开展加速试验时，由于激活能为未知参数，所以研制单位无法通过自主调整温差的方式实现试验时间的调节，试验的灵活性差，仍无法解决“建立试验寿命与外场寿命的函数关系”这个核心问题；2）“Eaa求解法”所建立的试验寿命与外场寿命的函数关系，仅局限于特定型号、特定工况（或工位）电容器，而在进行电路设计时，设计师可能将某一型号的电容器（此类电容器因同厂家同型号同批次，因此Eaa大概率一致）用于不同板卡或同一板卡的不同工位，这又引出另一个影响元器件寿命的因素——工况。即对于不同工况，即便Eaa相同的电容器，其外场寿命也会呈现巨大差异，因此，为了确保电容器的寿命预测的可靠性，对于每一个不同的电容器，甚至相同的，但工作在不同的工位的电容器，都需要一一进行实验室加速寿命试验，从而导致所需的试验时间长，试验成本高。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够通过电子元器件在不同工位时的工况的差异，从而通过测试一个电子元器件在一种工况下的寿命，即可通过工况差异预测该电子元器件在其他工况下的寿命，从而缩短测试时间，节省成本的电子元器件寿命预测方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种电子元器件寿命预测方法，所述方法包括：确定标准电子元器件的特性参数和第一工况条件；获取预设温度下的所述标准电子元器件的第一试验寿命；获取所述标准电子元器件在所述第一工况条件下的第一工作寿命，根据所述第一工作寿命和所述第一试验寿命，确定所述标准电子元器件的加速倍数；获取待预测电子元器件的第二工况条件，所述待预测电子元器件的特性参数与所述标准电子元器件的特性参数相同；根据所述标准电子元器件的加速倍数、所述第二工况条件、所述待预测电子元器件的特性参数，确定使得所述待预测电子元器件的加速倍数与所述标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度；根据所述标准电子元器件的第一工况条件和所述待预测电子元器件的第二工况条件，确定工况差异倍数；根据所述标准电子元器件的第一试验寿命和所述工况差异倍数，确定所述待预测电子元器件在所述试验温度下的第二试验寿命。
在其中一个实施例中，所述确定标准电子元器件的特性参数，包括：获取所述标准电子元器件在不同的工作温度时对应的工作寿命；通过如下公式，根据所述标准电子元器件在不同的工作温度时对应的工作寿命，确定所述标准电子元器件的特性参数：
Figure 178405DEST_PATH_IMAGE002
其中，所述特性参数包括分位寿命常数和激活能，
Figure 478805DEST_PATH_IMAGE004
为所述工作寿命，
Figure 341719DEST_PATH_IMAGE006
为所 述工作温度，
Figure 752977DEST_PATH_IMAGE008
为所述分位寿命常数，
Figure 752157DEST_PATH_IMAGE010
为所述激活能，
Figure DEST_PATH_IMAGE012_112A
为玻尔兹曼常数，
Figure DEST_PATH_IMAGE014_114A
为自然 常数。
在其中一个实施例中，所述获取所述标准电子元器件在所述第一工况条件下的第一工作寿命，根据所述第一工作寿命和所述第一试验寿命，确定所述标准电子元器件的加速倍数，包括：通过如下公式，确定所述标准电子元器件的加速倍数：
Figure DEST_PATH_IMAGE016_106A
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE018_109A
为所述标准电子元器件的加速倍数，
Figure DEST_PATH_IMAGE020_114A
为所述第一工作寿命，
Figure DEST_PATH_IMAGE022_103A
为 所述第一试验寿命。
在其中一个实施例中，所述根据所述标准电子元器件的加速倍数、所述第二工况条件、所述待预测电子元器件的特性参数，确定使得所述待预测电子元器件的加速倍数与所述标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度，包括：获取所述待预测电子元器件的实际工作温度；通过如下公式，确定使得所述待预测电子元器件的加速倍数与所述标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度：
Figure DEST_PATH_IMAGE024_111A
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE026_102A
所述标准电子元器件的加速倍数，
Figure 852487DEST_PATH_IMAGE028
为所述待预测电子元器件的实际 工作温度，
Figure 202697DEST_PATH_IMAGE030
为所述待预测电子元器件的试验温度，
Figure 417647DEST_PATH_IMAGE010
为所述激活能，
Figure DEST_PATH_IMAGE012_113A
为玻尔兹曼常 数，
Figure DEST_PATH_IMAGE014_115A
为自然常数。
在其中一个实施例中，所述工况条件包括环境温度、工作电流、工作电压和工作时长，所述根据所述标准电子元器件的第一工况条件和所述待预测电子元器件的第二工况条件，确定工况差异倍数，包括：通过如下公式，确定所述工况差异倍数：
Figure DEST_PATH_IMAGE032_71A
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE034_103A
为所述工况差异倍数，
Figure DEST_PATH_IMAGE036_91A
为所述标准电子元器件的工作电压与额定电 压的比值，
Figure DEST_PATH_IMAGE038_93A
为所述标准电子元器件的工作电流与额定电流的比值，
Figure DEST_PATH_IMAGE040_100A
为所述标准电子元 器件的试验温度与额定温度的比值，
Figure DEST_PATH_IMAGE042_90A
为所述待预测电子元器件的工作电压与额定电压 的比值，
Figure DEST_PATH_IMAGE044_62A
为所述待预测电子元器件的工作电流与额定电流的比值，
Figure DEST_PATH_IMAGE046_44A
为所述待预测电子 元器件的试验温度与额定温度的比值。
在其中一个实施例中，所述根据所述标准电子元器件的第一试验寿命和所述工况差异倍数，确定所述待预测电子元器件在所述试验温度下的第二试验寿命，包括：通过如下公式，确定所述待预测电子元器件在所述试验温度下的第二试验寿命：
Figure DEST_PATH_IMAGE048_45A
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE050_70A
为所述第二试验寿命，
Figure DEST_PATH_IMAGE051_8A
为所述第一试验寿命，
Figure DEST_PATH_IMAGE052_47A
为所述工况差 异倍数。
在其中一个实施例中，在所述确定标准电子元器件的特性参数后，所述方法还包括：根据所述标准电子元器件在所述第一工况条件下的第一工作寿命，通过如下公式确定所述标准电子元器件的测试温度：
Figure DEST_PATH_IMAGE054_50A
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE055_9A
为所述第一工作寿命，
Figure DEST_PATH_IMAGE057_17A
为测试温度，
Figure DEST_PATH_IMAGE058_25A
为所述分位寿命常数，
Figure DEST_PATH_IMAGE059_19A
为 所述激活能，
Figure DEST_PATH_IMAGE012_114A
为玻尔兹曼常数，
Figure DEST_PATH_IMAGE014_116A
为自然常数；
根据所述测试温度与所述第一工况条件所对应的实际工况温度的差值，确定温度修正值；根据所述温度修正值，对所述试验温度进行修正。
一种电子元器件寿命预测装置，所述装置包括：
第一参数获取模块，用于确定标准电子元器件的特性参数和第一工况条件；
第一寿命获取模块，用于获取预设温度下的所述标准电子元器件的第一试验寿命；
加速倍数确定模块，用于获取所述标准电子元器件在所述第一工况条件下的第一工作寿命，根据所述第一工作寿命和所述第一试验寿命，确定所述标准电子元器件的加速倍数；
第二参数获取模块，用于获取待预测电子元器件的第二工况条件，所述待预测电子元器件的特性参数与所述标准电子元器件的特性参数相同；
温度确定模块，用于根据所述标准电子元器件的加速倍数、所述第二工况条件、所述待预测电子元器件的特性参数，确定使得所述待预测电子元器件的加速倍数与所述标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度；
工况差异确定模块，用于根据所述标准电子元器件的第一工况条件和所述待预测电子元器件的第二工况条件，确定工况差异倍数；
第二寿命确定模块，用于根据所述标准电子元器件的第一试验寿命和所述工况差异倍数，确定所述待预测电子元器件在所述试验温度下的第二试验寿命。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
确定标准电子元器件的特性参数和第一工况条件；获取预设温度下的所述标准电子元器件的第一试验寿命；获取所述标准电子元器件在所述第一工况条件下的第一工作寿命，根据所述第一工作寿命和所述第一试验寿命，确定所述标准电子元器件的加速倍数；获取待预测电子元器件的第二工况条件，所述待预测电子元器件的特性参数与所述标准电子元器件的特性参数相同；根据所述标准电子元器件的加速倍数、所述第二工况条件、所述待预测电子元器件的特性参数，确定使得所述待预测电子元器件的加速倍数与所述标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度；根据所述标准电子元器件的第一工况条件和所述待预测电子元器件的第二工况条件，确定工况差异倍数；根据所述标准电子元器件的第一试验寿命和所述工况差异倍数，确定所述待预测电子元器件在所述试验温度下的第二试验寿命。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
确定标准电子元器件的特性参数和第一工况条件；获取预设温度下的所述标准电子元器件的第一试验寿命；获取所述标准电子元器件在所述第一工况条件下的第一工作寿命，根据所述第一工作寿命和所述第一试验寿命，确定所述标准电子元器件的加速倍数；获取待预测电子元器件的第二工况条件，所述待预测电子元器件的特性参数与所述标准电子元器件的特性参数相同；根据所述标准电子元器件的加速倍数、所述第二工况条件、所述待预测电子元器件的特性参数，确定使得所述待预测电子元器件的加速倍数与所述标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度；根据所述标准电子元器件的第一工况条件和所述待预测电子元器件的第二工况条件，确定工况差异倍数；根据所述标准电子元器件的第一试验寿命和所述工况差异倍数，确定所述待预测电子元器件在所述试验温度下的第二试验寿命。
上述电子元器件寿命预测方法、装置、计算机设备和存储介质，通过获取标准电子元器件的特性参数和第一工况条件，能够确定标准电子元器件的固有特性及工况。通过获取在预设温度下的标准电子元器件的第一试验寿命，能够确定标准电子元器件在实验室的里进行实验时的第一试验寿命。通过获取标准电子元器件在第一工况条件下的第一工作寿命，即标准电子元器件的在实际使用中的寿命，从而能够根据实际的第一工作寿命和第一试验生命，能够确定标准电子元器件的加速倍数。然后获取与标准电子元器件的特性参数相同的待预测电子元器件的第二工况条件，因为待预测电子元器件的特性参数与标准电子元器件相同，所以导致标准电子元器件和待预测电子元器件的寿命差异的原因就是工况条件。然后根据标准电子元器件的加速倍数、第二工况条件，待预测电子元器件的特性参数，确定出使得待预测电子元器件的加速倍数与标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度，即作为待预测电子元器件在实验室里进行实验时的试验温度，并且由于该试验温度使得标准电子元器件和待预测电子元器件的加速倍数相等，因此，能够建立加速倍数的等式关系，从而能够通过标准电子元器件的寿命来计算待预测电子元器件的寿命。然后根据标准电子元器件的第一工况条件和待预测电子元器件的第二工况条件，确定工况差异倍数，即标准电子元器件和待预测电子元器件的工况的差异情况。再通过标准电子元器件的第一试验寿命，以及工况差异倍数，能够预测待预测电子元器件在试验温度下的第二试验寿命。由于对于同厂家、同批号、同型号的电子元器件，由于它们的特性参数相同，所以它们的寿命差异的主要影响因素即为它们的工作状态。从而通过本申请的方法，能够先对标准电子元器件进行一次试验，确定标准电子元器件的试验寿命，然后建立标准电子元器件和待预测的电子元器件之间的关系，确定待预测的电子元器件的试验温度，从而能够根据工况的差异来预测出待预测电子元器件的寿命，从而在确定同厂家、同批号、同型号的电子元器件在不同的工位上的寿命时，只需对其中一个工位上的电子元器件进行试验，就能够计算出其他工位上的电子元器件的寿命，节省了对其他工位上的电子元器件进行试验的时间和费用，大大缩短了试验时间，节省了试验成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一个实施例中电子元器件寿命预测方法的流程图；
图2为一个实施例中电子元器件的容值变化量的箱线图；
图3为一个实施例中电子元器件寿命预测装置的结构图；
图4为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
正如背景技术所述，现有技术中的对电子元器件的寿命进行预测的方法，存在试验时间长、试验成本高的问题。经研究发现，出现这种问题的原因在于，特性参数相同、但是工况条件不同的电子元器件的寿命会存在较大的差异，因此，现有技术中，对于特性参数相同、但是工况条件不同的电子元器件，需要分别进行试验，对每种工况条件下的电子元器件都进行实验室试验，从而确定其试验寿命。
基于以上原因，本发明提供了一种能够通过电子元器件在不同工位时的工况的差异，从而通过测试一个电子元器件在一种工况下的寿命，即可通过工况差异预测该电子元器件在其他工况下的寿命，从而缩短测试时间，节省成本的电子元器件寿命预测方法、装置、计算机设备和存储介质。
在一个实施例中，如图1所示，提供了一种电子元器件寿命预测方法，该方法包括：
步骤S100，确定标准电子元器件的特性参数和第一工况条件。
步骤S110，获取预设温度下的标准电子元器件的第一试验寿命。
步骤S120，获取标准电子元器件在第一工况条件下的第一工作寿命，根据第一工作寿命和第一试验寿命，确定标准电子元器件的加速倍数。
步骤S130，获取待预测电子元器件的第二工况条件。
具体地，待预测电子元器件的特性参数与标准电子元器件的特性参数相同。如表一所示，采用聚类的方式，筛选出同厂家、同批号、同型号的电子元器件，从而确定特性参数相同的电子元器件。表中打勾代表与编号1的电子元器件的对应项目相同，打叉代表不同。
表一、电子元器件聚类的示意表
Figure DEST_PATH_IMAGE061_16A
步骤S140，根据标准电子元器件的加速倍数、第二工况条件、待预测电子元器件的特性参数，确定使得待预测电子元器件的加速倍数与标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度。
步骤S150，根据标准电子元器件的第一工况条件和待预测电子元器件的第二工况条件，确定工况差异倍数。
步骤S160，根据标准电子元器件的第一试验寿命和工况差异倍数，确定待预测电子元器件在试验温度下的第二试验寿命。
在本实施例中，通过获取标准电子元器件的特性参数和第一工况条件，能够确定标准电子元器件的固有特性及工况。通过获取在预设温度下的标准电子元器件的第一试验寿命，能够确定标准电子元器件在实验室的里进行实验时的第一试验寿命。通过获取标准电子元器件在第一工况条件下的第一工作寿命，即标准电子元器件的在实际使用中的寿命，从而能够根据实际的第一工作寿命和第一试验生命，能够确定标准电子元器件的加速倍数。然后获取与标准电子元器件的特性参数相同的待预测电子元器件的第二工况条件，因为待预测电子元器件的特性参数与标准电子元器件相同，所以导致标准电子元器件和待预测电子元器件的寿命差异的原因就是工况条件。然后根据标准电子元器件的加速倍数、第二工况条件，待预测电子元器件的特性参数，确定出使得待预测电子元器件的加速倍数与标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度，即作为待预测电子元器件在实验室里进行实验时的试验温度，并且由于该试验温度使得标准电子元器件和待预测电子元器件的加速倍数相等，因此，能够建立加速倍数的等式关系，从而能够通过标准电子元器件的寿命来计算待预测电子元器件的寿命。然后根据标准电子元器件的第一工况条件和待预测电子元器件的第二工况条件，确定工况差异倍数，即标准电子元器件和待预测电子元器件的工况的差异情况。再通过标准电子元器件的第一试验寿命，以及工况差异倍数，能够预测待预测电子元器件在试验温度下的第二试验寿命。由于对于同厂家、同批号、同型号的电子元器件，由于它们的特性参数相同，所以它们的寿命差异的主要影响因素即为它们的工作状态。从而通过本申请的方法，能够先对标准电子元器件进行一次试验，确定标准电子元器件的试验寿命，然后建立标准电子元器件和待预测的电子元器件之间的关系，确定待预测的电子元器件的试验温度，从而能够根据工况的差异来预测出待预测电子元器件的寿命，从而在确定同厂家、同批号、同型号的电子元器件在不同的工位上的寿命时，只需对其中一个工位上的电子元器件进行试验，就能够计算出其他工位上的电子元器件的寿命，节省了对其他工位上的电子元器件进行试验的时间和费用，大大缩短了试验时间，节省了试验成本。
示例性地，电子元器件包括铝电解电容器、薄膜电容器、光电耦合器中的至少一种。
在一个实施例中，步骤S100包括：
步骤S1002，获取标准电子元器件在不同的工作温度时对应的工作寿命。
示例性地，标准电子元器件的不同工作温度以及对应的工作寿命如下表二所示。
表二、标准电子元器件的试验条件
Figure DEST_PATH_IMAGE063_20A
其中，设置三组试验条件，分别为工作温度为标准电子元器件的额定最高温度P1、极限使用温度P2、以及额定最高温度P1和极限使用温度P2的平均值，分别设置电应力为标准电子元器件的额定电应力，最终的试验时长即标准电子元器件的工作寿命，设定为定位截数，即试验的标准电子元器件的失效数量超过预设数量时，就判断该时长为标准电子元器件的工作寿命。
步骤S1004，通过如下公式，根据标准电子元器件在不同的工作温度时对应的工作寿命，确定标准电子元器件的特性参数：
Figure DEST_PATH_IMAGE064_11A
其中，特性参数包括分位寿命常数和激活能，
Figure DEST_PATH_IMAGE065_25A
为工作寿命，
Figure DEST_PATH_IMAGE066_12A
为工作温度，
Figure DEST_PATH_IMAGE067_54A
为分位寿命常数，
Figure 23332DEST_PATH_IMAGE010
为激活能，
Figure DEST_PATH_IMAGE012_115A
为玻尔兹曼常数，
Figure DEST_PATH_IMAGE014_117A
为自然常数。
示例性地，将上述步骤S1002中设置的三组试验条件，分别代入上述公式中，通过待定系数法求解，求解过程如下：
将上述等式两边取对数，可得如下公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE069_17A
令
Figure DEST_PATH_IMAGE071_12A
，可得：
Figure DEST_PATH_IMAGE073_10A
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE075_7A
，
Figure DEST_PATH_IMAGE077AAAA
从而，将三组试验条件分别代入（TTF，1/T），则可求得分位寿命常数
Figure DEST_PATH_IMAGE078_30A
和激活能
Figure DEST_PATH_IMAGE079AAAA
。由于上述等式只包括两个未知数，因此使用两组试验数据即可求出，但为了防止出现 失效机理不唯一，或低应力组未能得到足够的失效数量的问题，将三组试验条件代入求解 更加准确。
在本实施例中，通过获取标准电子元器件在不同的工作温度时对应的工作寿命，得到多组试验数据，代入标准电子元器件的失效寿命公式中，通过待定系数法，即可求出标准电子元器件所对应的特性参数，即标准电子元器件的固有特性。
在一个实施例中，步骤S120包括：
步骤S1202，获取标准电子元器件在第一工况条件下的第一工作寿命。
示例性地，通过产品信息调研的方式，确定标准电子元器件在第一工况条件下的实际工作寿命，即第一工作寿命。首先根据电子元器件的规格书，确定该电子元器件的失效判据，即达到工作寿命时的判断依据，例如，若电子元器件为铝电解电容器，则以容差为失效判据。
选取不同使用年限的铝电解电容器，例如3年、5年、7年、10年的，每个年限选取25个以上的铝电解电容器样品，测量其容值的变化量记为△C。然后使用数据处理软件，确定箱线图，如图2所示，能够反应不同年限的电容器的容值的变化趋势。然后根据该电容器的设计部门提供的该电容器的失效判据，来确定该电容器是否失效了，即电容器的容值变化量△C大于失效判据时，判定该电容器失效，从而能够确定该电容器的第一工作寿命。
步骤S1204，通过如下公式，确定标准电子元器件的加速倍数：
Figure DEST_PATH_IMAGE080_29A
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE018_110A
为标准电子元器件的加速倍数，
Figure DEST_PATH_IMAGE020_115A
为第一工作寿命，
Figure DEST_PATH_IMAGE022_104A
为第一试验 寿命。
具体地，试验寿命为标准电子元器件在人为设置的试验温度下的寿命，例如设置试验温度为100℃时，标准电子元器件的加速倍数为20倍，设置试验温度为80℃时，标准电子元器件的加速倍数为10倍。工作人员根据具体的试验条件及情况，来确定试验温度的取值。
在本实施例中，通过对标准电子元器件进行试验，获取了标准电子元器件的工作寿命以及试验寿命，从而确定了标准电子元器件的加速倍数，即在实验室条件下进行试验时，确定的标准电子元器件的寿命和在实际工作条件下的寿命之间的比例关系。
在一个实施例中，步骤S140包括：
步骤S1402，获取待预测电子元器件的实际工作温度。
具体地，通过待预测电子元器件的第二工况条件，即可确定待预测电子元器件的实际工作温度，工况条件包括环境温度、工作电流、工作电压和工作时长，通过电子元器件的规格书及查阅资料，可得该电子元器件的工作温度与环境温度、工作电流、工作电压、工作时长之间的关系。环境温度越高，电子元器件的工作温度也越高，工作电流越大，电子元器件的工作温度也越高，工作电压越大，电子元器件的工作温度也越高，工作时长越长，电子元器件的工作温度也越高。从而能够综合确定待预测电子元器件的实际工作温度。
步骤S1404，通过如下公式，确定使得待预测电子元器件的加速倍数与标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度：
Figure DEST_PATH_IMAGE024_112A
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE026_103A
标准电子元器件的加速倍数，
Figure 391167DEST_PATH_IMAGE028
为待预测电子元器件的实际工作温 度，
Figure 228673DEST_PATH_IMAGE030
为待预测电子元器件的试验温度，
Figure 325942DEST_PATH_IMAGE010
为激活能，
Figure DEST_PATH_IMAGE012_116A
为玻尔兹曼常数，
Figure DEST_PATH_IMAGE014_118A
为自然常 数。
具体地，上述公式中，未知量仅为待预测电子元器件的试验温度，将上述实施例中获取的参数代入上述公式，可以确定待预测电子元器件在实验室进行测试试验时，所需的试验温度。
在该试验温度下，标准电子元器件的第一工作寿命与第一试验寿命的比值与待预测电子元器件的第二工作寿命与第二试验寿命的比值相等，如下公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE082_11A
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE083_10A
为第一工作寿命，
Figure DEST_PATH_IMAGE022_105A
为第一试验寿命，
Figure DEST_PATH_IMAGE085_17A
为待预测电子元器件的第 二工作寿命，
Figure DEST_PATH_IMAGE086_14A
为待预测电子元器件的第二试验寿命。
在本实施例中，首先根据待预测电子元器件的工况条件，确定待预测电子元器件的实际工作温度，然后通过公式确定待预测电子元器件的试验温度，从而能够确定使得待预测电子元器件的加速倍数与标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度，建立标准电子元器件第一工作寿命与第一试验寿命的比值与待预测电子元器件的第二工作寿命与第二试验寿命的比值之间的关系。
在一个实施例中，步骤S150包括：
通过如下公式，确定工况差异倍数：
Figure DEST_PATH_IMAGE032_72A
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE034_104A
为工况差异倍数，
Figure DEST_PATH_IMAGE036_92A
为标准电子元器件的工作电压与额定电压的比值，
Figure DEST_PATH_IMAGE038_94A
为标准电子元器件的工作电流与额定电流的比值，
Figure DEST_PATH_IMAGE040_101A
为标准电子元器件的试验温度与 额定温度的比值，
Figure DEST_PATH_IMAGE042_91A
为待预测电子元器件的工作电压与额定电压的比值，
Figure DEST_PATH_IMAGE087_67A
为待预测电子 元器件的工作电流与额定电流的比值，
Figure DEST_PATH_IMAGE088_22A
为待预测电子元器件的试验温度与额定温度的 比值。
具体地，工况条件包括环境温度、工作电流、工作电压和工作时长。环境温度可通过热电偶测量得到、工作电流和工作电压通过示波器测量得到，工作时长通过待执行的任务所需的时长得到。
在本实施例中，通过上述公式，确定标准电子元器件和待预测电子元器件的工况条件的比值，即工况差异倍数，从而可以根据标准电子元器件的寿命，预测待预测电子元器件的寿命。
在一个实施例中，步骤S160包括：
通过如下公式，确定待预测电子元器件在试验温度下的第二试验寿命：
Figure DEST_PATH_IMAGE048_46A
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE050_71A
为第二试验寿命，
Figure DEST_PATH_IMAGE051_9A
为第一试验寿命，
Figure DEST_PATH_IMAGE052_48A
为工况差异倍数。
在本实施例中，通过标准电容器的试验寿命，结合标准电容器和待预测电容器的工况条件，从而能够确定待预测电容器的试验寿命，该试验寿命是在上述求得的待预测电容器的试验温度下，进行试验时的寿命。从而，能够通过工况差异计算的方式，预测出待预测电容器在对应的试验温度下的试验寿命。节省了对待预测电容器进行试验测试的时间与成本。
在一个实施例中，在步骤S100之后，该方法还包括：
步骤S200，根据标准电子元器件在第一工况条件下的第一工作寿命，通过如下公式确定标准电子元器件的测试温度：
Figure DEST_PATH_IMAGE054_51A
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE055_10A
为第一工作寿命，
Figure DEST_PATH_IMAGE057_18A
为测试温度，
Figure DEST_PATH_IMAGE058_26A
为分位寿命常数，
Figure 802445DEST_PATH_IMAGE010
为激活能，
Figure DEST_PATH_IMAGE012_117A
为玻尔兹曼常数，
Figure DEST_PATH_IMAGE014_119A
为自然常数。
步骤S220，根据测试温度与第一工况条件所对应的实际工况温度的差值，确定温度修正值。
步骤S240，根据温度修正值，对试验温度进行修正。
示例性地，可以选择22个电子元器件的样品，分别计算其对应的测试温度，进行加权平均，使用该平均值作为测试温度。
在本实施例中，在通过试验确定了标准电子元器件的实际工作寿命和特性参数之后，将实际工作寿命和特性参数代入上述公式中，反推出对应的测试温度。然后根据该测试温度，与第一工况条件对应的实际工作温度，进行比较，确定误差值。从而能够在之后的步骤中计算出试验温度时，通过该误差值，对计算出的试验温度进行修正，使其更加接近实际温度值。提高试验预测的精确度。
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图3所示，提供了一种电子元器件寿命预测装置，该装置包括：第一参数获取模块901、第一寿命获取模块902、加速倍数确定模块903、第二参数获取模块904、温度确定模块905、工况差异确定模块906、第二寿命确定模块907，其中：
第一参数获取模块901，用于确定标准电子元器件的特性参数和第一工况条件。
第一寿命获取模块902，用于获取预设温度下的标准电子元器件的第一试验寿命。
加速倍数确定模块903，用于获取标准电子元器件在第一工况条件下的第一工作寿命，根据第一工作寿命和第一试验寿命，确定标准电子元器件的加速倍数。
第二参数获取模块904，用于获取待预测电子元器件的第二工况条件，待预测电子元器件的特性参数与标准电子元器件的特性参数相同。
温度确定模块905，用于根据标准电子元器件的加速倍数、第二工况条件、待预测电子元器件的特性参数，确定使得待预测电子元器件的加速倍数与标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度。
工况差异确定模块906，用于根据标准电子元器件的第一工况条件和待预测电子元器件的第二工况条件，确定工况差异倍数。
第二寿命确定模块907，用于根据标准电子元器件的第一试验寿命和工况差异倍数，确定待预测电子元器件在试验温度下的第二试验寿命。
关于电子元器件寿命预测装置的具体限定可以参见上文中对于电子元器件寿命预测方法的限定，在此不再赘述。上述电子元器件寿命预测装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种电子元器件寿命预测方法。
本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，SRAM）或动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，DRAM）等。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电子元器件寿命预测方法，其特征在于，所述方法包括：
确定标准电子元器件的特性参数和第一工况条件；
获取预设温度下的所述标准电子元器件的第一试验寿命；
获取所述标准电子元器件在所述第一工况条件下的第一工作寿命，根据所述第一工作寿命和所述第一试验寿命，确定所述标准电子元器件的加速倍数；
获取待预测电子元器件的第二工况条件，所述待预测电子元器件的特性参数与所述标准电子元器件的特性参数相同；
根据所述标准电子元器件的加速倍数、所述第二工况条件、所述待预测电子元器件的特性参数，确定使得所述待预测电子元器件的加速倍数与所述标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度；
根据所述标准电子元器件的第一工况条件和所述待预测电子元器件的第二工况条件，确定工况差异倍数；
通过如下公式，确定工况差异倍数：
Figure 121909DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 459480DEST_PATH_IMAGE002
为工况差异倍数，
Figure 10547DEST_PATH_IMAGE003
为标准电子元器件的工作电压与额定电压的比值，
Figure 216401DEST_PATH_IMAGE004
为 标准电子元器件的工作电流与额定电流的比值，
Figure 848108DEST_PATH_IMAGE005
为标准电子元器件的试验温度与额定 温度的比值，
Figure 74690DEST_PATH_IMAGE006
为待预测电子元器件的工作电压与额定电压的比值，
Figure 785157DEST_PATH_IMAGE007
为待预测电子元器 件的工作电流与额定电流的比值，
Figure 670068DEST_PATH_IMAGE008
为待预测电子元器件的试验温度与额定温度的比值；
根据所述标准电子元器件的第一试验寿命和所述工况差异倍数，确定所述待预测电子元器件在所述试验温度下的第二试验寿命。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定标准电子元器件的特性参数，包括：
获取所述标准电子元器件在不同的工作温度时对应的工作寿命；
通过如下公式，根据所述标准电子元器件在不同的工作温度时对应的工作寿命，确定所述标准电子元器件的特性参数：
Figure 782380DEST_PATH_IMAGE009
其中，所述特性参数包括分位寿命常数和激活能，
Figure 914284DEST_PATH_IMAGE010
为所述工作寿命，
Figure 957720DEST_PATH_IMAGE011
为所述工作 温度，
Figure 630010DEST_PATH_IMAGE012
为所述分位寿命常数，
Figure 862408DEST_PATH_IMAGE013
为所述激活能，
Figure 978263DEST_PATH_IMAGE014
为玻尔兹曼常数，
Figure 725639DEST_PATH_IMAGE015
为自然常数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述标准电子元器件在所述第一工况条件下的第一工作寿命，根据所述第一工作寿命和所述第一试验寿命，确定所述标准电子元器件的加速倍数，包括：
通过如下公式，确定所述标准电子元器件的加速倍数：
Figure 76986DEST_PATH_IMAGE016
其中，
Figure 272213DEST_PATH_IMAGE017
为所述标准电子元器件的加速倍数，
Figure 949182DEST_PATH_IMAGE018
为所述第一工作寿命，
Figure 183854DEST_PATH_IMAGE019
为所述第 一试验寿命。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述标准电子元器件的加速倍数、所述第二工况条件、所述待预测电子元器件的特性参数，确定使得所述待预测电子元器件的加速倍数与所述标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度，包括：
获取所述待预测电子元器件的实际工作温度；
通过如下公式，确定使得所述待预测电子元器件的加速倍数与所述标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度：
Figure 948679DEST_PATH_IMAGE020
其中，
Figure 890090DEST_PATH_IMAGE021
所述标准电子元器件的加速倍数，
Figure 597015DEST_PATH_IMAGE022
为所述待预测电子元器件的实际工作 温度，
Figure 256666DEST_PATH_IMAGE023
为所述待预测电子元器件的试验温度，
Figure 518190DEST_PATH_IMAGE024
为所述激活能，
Figure 173163DEST_PATH_IMAGE014
为玻尔兹曼常数，
Figure 926355DEST_PATH_IMAGE015
为自然常数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述工况条件包括环境温度、工作电流、工作电压和工作时长，所述根据所述标准电子元器件的第一工况条件和所述待预测电子元器件的第二工况条件，确定工况差异倍数，包括：
通过如下公式，确定所述工况差异倍数：
Figure 948669DEST_PATH_IMAGE001
其中，
Figure 445509DEST_PATH_IMAGE002
为所述工况差异倍数，
Figure 423829DEST_PATH_IMAGE003
为所述标准电子元器件的工作电压与额定电压的 比值，
Figure 456245DEST_PATH_IMAGE004
为所述标准电子元器件的工作电流与额定电流的比值，
Figure 824910DEST_PATH_IMAGE005
为所述标准电子元器件 的试验温度与额定温度的比值，
Figure 250075DEST_PATH_IMAGE006
为所述待预测电子元器件的工作电压与额定电压的比 值，
Figure 20585DEST_PATH_IMAGE007
为所述待预测电子元器件的工作电流与额定电流的比值，
Figure 928629DEST_PATH_IMAGE025
为所述待预测电子元器 件的试验温度与额定温度的比值。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述标准电子元器件的第一试验寿命和所述工况差异倍数，确定所述待预测电子元器件在所述试验温度下的第二试验寿命，包括：
通过如下公式，确定所述待预测电子元器件在所述试验温度下的第二试验寿命：
Figure 909223DEST_PATH_IMAGE026
其中，
Figure 747866DEST_PATH_IMAGE027
为所述第二试验寿命，
Figure 749714DEST_PATH_IMAGE028
为所述第一试验寿命，
Figure 343506DEST_PATH_IMAGE029
为所述工况差异倍 数。
7.根据权利要求3-6任一项所述的方法，其特征在于，在所述确定标准电子元器件的特性参数后，所述方法还包括：
根据所述标准电子元器件在所述第一工况条件下的第一工作寿命，通过如下公式确定所述标准电子元器件的测试温度：
Figure 686763DEST_PATH_IMAGE030
其中，
Figure 204463DEST_PATH_IMAGE031
为所述第一工作寿命，
Figure 683986DEST_PATH_IMAGE032
为测试温度，
Figure 448680DEST_PATH_IMAGE033
为所述分位寿命常数，
Figure 387554DEST_PATH_IMAGE034
为所述 激活能，
Figure 568000DEST_PATH_IMAGE014
为玻尔兹曼常数，
Figure 292242DEST_PATH_IMAGE015
为自然常数；
根据所述测试温度与所述第一工况条件所对应的实际工况温度的差值，确定温度修正值；
根据所述温度修正值，对所述试验温度进行修正。
8.一种电子元器件寿命预测装置，其特征在于，所述装置包括：
第一参数获取模块，用于确定标准电子元器件的特性参数和第一工况条件；
第一寿命获取模块，用于获取预设温度下的所述标准电子元器件的第一试验寿命；
加速倍数确定模块，用于获取所述标准电子元器件在所述第一工况条件下的第一工作寿命，根据所述第一工作寿命和所述第一试验寿命，确定所述标准电子元器件的加速倍数；
第二参数获取模块，用于获取待预测电子元器件的第二工况条件，所述待预测电子元器件的特性参数与所述标准电子元器件的特性参数相同；
温度确定模块，用于根据所述标准电子元器件的加速倍数、所述第二工况条件、所述待预测电子元器件的特性参数，确定使得所述待预测电子元器件的加速倍数与所述标准电子元器件的加速倍数相等时的试验温度；
工况差异确定模块，用于根据所述标准电子元器件的第一工况条件和所述待预测电子元器件的第二工况条件，确定工况差异倍数；
通过如下公式，确定工况差异倍数：
Figure 899941DEST_PATH_IMAGE035
其中，
Figure 30840DEST_PATH_IMAGE036
为工况差异倍数，
Figure 874031DEST_PATH_IMAGE037
为标准电子元器件的工作电压与额定电压的比值，
Figure 328146DEST_PATH_IMAGE004
为 标准电子元器件的工作电流与额定电流的比值，
Figure 749156DEST_PATH_IMAGE005
为标准电子元器件的试验温度与额定 温度的比值，
Figure 537989DEST_PATH_IMAGE006
为待预测电子元器件的工作电压与额定电压的比值，
Figure 653713DEST_PATH_IMAGE007
为待预测电子元器 件的工作电流与额定电流的比值，
Figure 40963DEST_PATH_IMAGE025
为待预测电子元器件的试验温度与额定温度的比值；
第二寿命确定模块，用于根据所述标准电子元器件的第一试验寿命和所述工况差异倍数，确定所述待预测电子元器件在所述试验温度下的第二试验寿命。
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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