CN114943160B - 无失效数据下获得环行器/隔离器激活能和寿命的方法 - Google Patents
无失效数据下获得环行器/隔离器激活能和寿命的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114943160B CN114943160B CN202210845728.9A CN202210845728A CN114943160B CN 114943160 B CN114943160 B CN 114943160B CN 202210845728 A CN202210845728 A CN 202210845728A CN 114943160 B CN114943160 B CN 114943160B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- product
- circulator
- isolator
- activation energy
- obtaining
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/003—Environmental or reliability tests
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/32—Non-reciprocal transmission devices
- H01P1/36—Isolators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/32—Non-reciprocal transmission devices
- H01P1/38—Circulators
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/04—Ageing analysis or optimisation against ageing
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/06—Power analysis or power optimisation
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/08—Thermal analysis or thermal optimisation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种无失效数据下获得环行器/隔离器激活能和寿命的方法,获取激活能的方法包括选择一款待测产品,预设其工作时的最大功率微波,计算出产品在最大功率微波时的最高内部温度;设置三组加速寿命试验,拟合三组试验条件下每只产品参数随时间变化的退化曲线;预设一极限值,约定退化曲线中参数退化到极限值即产品失效,得到三组试验中每只产品的寿命;分别计算每组试验条件下,产品形状参数和产品寿命的无偏估计;根据无偏估计得到平均寿命期望估计,再根据平均寿命期望估计得到产品激活能。根据激活能计算产品在实际工作环境温度中的寿命。本发明试验时间短、费用低,降低试验复杂度,减少向系统中引入的误差,提高寿命预计的可信度。
Description
技术领域
本发明涉及一种环行器/隔离器激活能和寿命的计算方法,尤其涉及一种无失效数据下获得环行器/隔离器激活能和寿命的方法。
背景技术
环行器/隔离器产品经过半个多世纪的发展,其可靠性日趋稳健。在产品研发的过程中,为了以较短周期获取产品寿命数据的试验,降低试验成本、加快产品研发进展,会用到加速寿命试验。
使用热加速寿命试验预计产品的寿命时,会用到Arrhenius模型,Arrhenius模型简化模型为,式中::系统或元件的寿命;c:寿命数据常数;Ea:激活能;K:波尔兹曼常数,等于8.618×10–5eV/K;T:产品最高内部温度。从该Arrhenius模型简化模型中可知,通过加速寿命试验采集的数据推算环行器/隔离器产品寿命需要获知产品的激活能。
目前获得环行器/隔离器激活能的方法有两种:
方法一:投入至少50只产品对环行器/隔离器产品进行多组长时间的加速寿命试验,获得环行器/隔离器激活能,进而根据失效数据推算其寿命。
方法二:根据一般通用电子元器件的激活能,投入至少50只产品对环行器/隔离器产品进行一组长时间的加速寿命试验,进而根据试验失效数据推算其寿命。
对于方法一,耗时极长,总试验时间≥8000h;成本极高,成本≥10万元。对于方法二,耗时较长,总试验时间≥5000h,成本较高,成本≥5万元,但其激活能可信度较低,推算寿命不可信。
所以,目前环行器/隔离器产品制造企业考量成本,希望缩短加速寿命试验时间、减少投入试验产品数量、降低加速寿命试验成本。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种解决上述问题,能降低试验复杂度、试验时间较短、费用低、激活能计算准确,能提高寿命预计的可信度的,无失效数据下获得环行器/隔离器激活能的方法。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案是这样的:一种无失效数据下获得环行器/隔离器激活能的方法,包括以下步骤;
(1)选择一款待测产品,所述产品为环行器或隔离器,预设其工作时的最大功率微波,利用产品最大功率下的损耗及反射,将损耗功率换算为热功率,并通过热力学计算方法计算出产品在最大功率微波时的最高内部温度;
(2)设置三组加速寿命试验,每组试验的产品数量为6~20只,每组试验温度不同,所述试验温度为40℃-210℃;
(3)设置间隔时长和总时长,开始三组加速寿命试验并计时,每到一间隔时长,对产品参数进行一次测试并记录,直至达到总时长,停止试验,所述参数为驻波比、回波损耗、插入损耗或隔离度;
(4)分别拟合三组试验条件下,每只产品参数随时间变化的退化曲线;
(5)预设一极限值,约定退化曲线中,参数退化到极限值即产品失效,极限值对应的时间为产品寿命,得到三组试验中每只产品的寿命;
式中,e为自然常数;K为波尔兹曼常数,K=8.618×10–5eV/K;T为步骤(1)得到的最高内部温度。
作为优选:所述步骤(2)中,三个试验温度分为别85℃、125℃和160℃。
作为优选:步骤(3)中,所述间隔时长为168小时,总时长为2016小时。
作为优选:所述步骤(6)具体为:
一种无失效数据下获得环行器/隔离器寿命的方法,包括以下步骤;
(1)选择一环行器或隔离器产品,计算出该产品在最大功率微波时的最高内部温度T 0,采用一种无失效数据下获得环行器/隔离器激活能的方法,计算该产品的激活能Ea;
与现有技术相比,本发明的优点在于:
(1)试验时间较短,大幅缩短了环行器/隔离器产品研发及交付的检验周期。
(2)试验费用低,大幅降低了环行器/隔离器产品产品可靠性试验费用。
(3)准确估计环行器/隔离器产品激活能Ea,使得已知激活能Ea的环行器/隔离器产品的同类型产品仅需一组热加速寿命试验即可预计产品寿命,降低试验复杂度,减少向系统中引入的误差,提高寿命预计的可信度。
附图说明
图1为本发明获得环行器/隔离器激活能的流程图;
图2为本发明获得环行器/隔离器寿命的流程图;
图3为加速寿命试验中试验温度为85℃时驻波比随时间变化的退化曲线;
图4为加速寿命试验中试验温度为125℃时驻波比随时间变化的退化曲线;
图5为加速寿命试验中试验温度为160℃时驻波比随时间变化的退化曲线。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1:参见图1-图5,一种无失效数据下获得环行器/隔离器激活能的方法,包括以下步骤;
(1)选择一款待测产品,所述产品为环行器或隔离器,预设其工作时的最大功率微波,利用产品最大功率下的损耗及反射,将损耗功率换算为热功率,并通过热力学计算方法计算出产品在最大功率微波时的最高内部温度;
(2)设置三组加速寿命试验,每组试验的产品数量为6~20只,每组试验温度不同,所述试验温度为40℃-210℃;
(3)设置间隔时长和总时长,开始三组加速寿命试验并计时,每到一间隔时长,对产品参数进行一次测试并记录,直至达到总时长,停止试验,所述参数为驻波比、回波损耗、插入损耗或隔离度;
(4)分别拟合三组试验条件下,每只产品参数随时间变化的退化曲线;
(5)预设一极限值,约定退化曲线中,参数退化到极限值即产品失效,极限值对应的时间为产品寿命,得到三组试验中每只产品的寿命;
式中,e为自然常数;K为波尔兹曼常数,K=8.618×10–5eV/K;T为步骤(1)得到的最高内部温度。
本实施例中,所述步骤(2)中,三个试验温度分为别85℃、125℃和160℃。
步骤(3)中,所述间隔时长为168小时,总时长为2016小时。
步骤(6)具体为:
一种无失效数据下获得环行器/隔离器寿命的方法,包括以下步骤;
(1)选择一环行器或隔离器产品,计算出该产品在最大功率微波时的最高内部温度T 0,采用一种无失效数据下获得环行器/隔离器激活能的方法,计算该产品的激活能Ea;
以传统方式为例,若要完成对一款新型号的环行器隔离器产品的可靠性评估,需要投入至少30只产品,并进行至少2600h的高温寿命试验,至少要等6只以上的产品失效后,收集产品的失效数据,利用产品失效数据及环行器隔离器产品的激活能Ea评估产品可靠性,试验成本至少在2万元以上;以传统方式为例,若要获取环行器隔离器产品的激活能Ea,需要投入至少60只产品,并进行至少2组不同温度应力的高温寿命试验,进行至少5200h的高温寿命试验,利用2组试验的失效数据,得到不同温度应力下的寿命估计,激活能Ea由求得,即为LT,试验成本至少在4万元以上。
而采用本发明,仅需要采用18只产品,3000h的高温寿命试验即可得到激活能Ea,成本仅2万元。而求得激活能后,当需要评估新型号产品时,仅需6只产品,试验时间1000h就可以对其可靠性进行评估,试验成本仅8千元。试验时间缩短了1600h,试验成本节省了一万元以上。
实施例2:参见图1到图5,为了更好的说明本发明效果,我们具体试验如下:
(1)选择一款待测的环行器,预设其工作时的最大功率微波为10W,利用环行器功率下的损耗及反射,将损耗功率换算为热功率,并通过热力学计算方法计算出产品在最大功率微波时的最高内部温度为64.5℃;
(2)设置三组加速寿命试验,每组试验的产品数量为6只,依次标记为1号到6号,每组试验温度不同,分别为,第一组:85℃;第二组:125℃;第三组:160℃;
(3)设置间隔时长240h和总时长2880h,开始三组加速寿命试验并计时,每到一间隔时长,对产品的驻波比进行一次测试并记录,直至达到总时长,停止试验;
(4)分别拟合三组试验条件下,每只产品参数随时间变化的退化曲线,参见图3~图5,从图3到图5中可以看出,拟合精度较高,分别为0.94,0.99,0.95。图3~图5为三组不同的温度试验应力下产品电性能随时间的退化的拟合曲线,利用拟合曲线可以求得产品的预计失效时间,进而求得产品的平均寿命期望E(T)。
(5)预设一极限值为1.5,约定退化曲线中,驻波比退化到极限值即产品失效,极限值对应的时间为产品寿命,得到三组试验中每只产品的寿命,参见下表1:
表1:三组试验产品经步骤(5)得到的寿命表;
(8)同实施例1步骤(8),计算产品的激活能Ea;
步骤(6)-(8)的值参见下表2:
一种无失效数据下获得环行器/隔离器寿命的方法,包括以下步骤;
(1)选择一环行器或隔离器产品,计算出该产品在最大功率微波时的最高内部温度T 0,假设此时算出产品最高内部温度T 0=65℃,采用一种无失效数据下获得环行器/隔离器激活能的方法,计算该产品的激活能Ea;
本实施例中,我们选择第一组寿命加速试验85℃,计算产品在85℃下相转换到65℃下的加速系数为AF。
实施例3:我们在实施例2的基础上,评估与实施例2同类型产品,比如,环行器分为四大类:带线环行器、微带环行器、MEMS环行器、上下腔环行器。我们通过实施例2方法,得到了带线环形器的寿命数据常数,那么,在下次制作新型号的带线环行器时,我们只需要6只产品,做一组加速寿命试验,得到该组产品的平均寿命期望,将实施例2得到的寿命数据常数c和本实施例3得到的平均寿命期望带入公式(4),即可求得激活能。试验时间大约只需要1000h就可以对其可靠性进行评估,试验成本仅8千元。试验时间缩短了1600h,试验成本节省了一万元以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种无失效数据下获得环行器/隔离器激活能的方法,其特征在于:包括以下步骤;
(1)选择一款待测产品,所述产品为环行器或隔离器,预设其工作时的最大功率微波,利用产品最大功率下的损耗及反射,将损耗功率换算为热功率,并通过热力学计算方法计算出产品在最大功率微波时的最高内部温度;
(2)设置三组加速寿命试验,每组试验的产品数量为6~20只,每组试验温度不同,所述试验温度为40℃-210℃;
(3)设置间隔时长和总时长,开始三组加速寿命试验并计时,每到一间隔时长,对产品参数进行一次测试并记录,直至达到总时长,停止试验,所述参数为驻波比、回波损耗、插入损耗或隔离度;
(4)分别拟合三组试验条件下,每只产品参数随时间变化的退化曲线;
(5)预设一极限值,约定退化曲线中,参数退化到极限值即产品失效,极限值对应的时间为产品寿命,得到三组试验中每只产品的寿命;
式中,e为自然常数;K为波尔兹曼常数,K=8.618×10–5eV/K;T为步骤(1)得到的最高内部温度。
2.根据权利要求1所述的无失效数据下获得环行器/隔离器激活能的方法,其特征在于:所述步骤(2)中,三个试验温度分为别85℃、125℃和160℃。
3.根据权利要求1所述的无失效数据下获得环行器/隔离器激活能的方法,其特征在于:步骤(3)中,所述间隔时长为168小时,总时长为2016小时。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210845728.9A CN114943160B (zh) | 2022-07-19 | 2022-07-19 | 无失效数据下获得环行器/隔离器激活能和寿命的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210845728.9A CN114943160B (zh) | 2022-07-19 | 2022-07-19 | 无失效数据下获得环行器/隔离器激活能和寿命的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114943160A CN114943160A (zh) | 2022-08-26 |
CN114943160B true CN114943160B (zh) | 2022-11-01 |
Family
ID=82910392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210845728.9A Active CN114943160B (zh) | 2022-07-19 | 2022-07-19 | 无失效数据下获得环行器/隔离器激活能和寿命的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114943160B (zh) |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103884927B (zh) * | 2012-12-21 | 2016-05-25 | 中国科学院金属研究所 | 一种力电热多场耦合下微电子产品可靠性测试方法 |
CN113501708A (zh) * | 2021-06-23 | 2021-10-15 | 北京无线电测量研究所 | 一种Li系尖晶石微波铁氧体材料及其制备方法 |
CN113792266A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-12-14 | 西安太乙电子有限公司 | 恒定应力定时截尾加速寿命试验寿命评估方法及系统 |
-
2022
- 2022-07-19 CN CN202210845728.9A patent/CN114943160B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114943160A (zh) | 2022-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108388694B (zh) | 一种塑封光电耦合器贮存寿命预测方法 | |
CN109857974B (zh) | 寿命评估方法及装置 | |
CN113567795B (zh) | 基于威布尔分布的步退应力加速可靠性试验方法 | |
CN111562501A (zh) | 一种锂离子电池soc-ocv关系曲线标定方法 | |
CN113901675B (zh) | 电子元器件寿命预测方法、装置、计算机设备和存储介质 | |
CN103293423A (zh) | 高温环境下光电模块性能测试装置及测试方法 | |
CN110260907A (zh) | 一种用于传感器的温度应力无失效加速寿命试验方法 | |
CN111413626B (zh) | 基于类极化特性的燃料电池使用寿命的预测方法及装置 | |
CN115032488A (zh) | 一种高压海缆绝缘老化寿命预测方法、装置及设备 | |
CN114943160B (zh) | 无失效数据下获得环行器/隔离器激活能和寿命的方法 | |
CN114624526A (zh) | 一种评估电表可靠性的步进应力加速寿命测试方法 | |
CN109030548A (zh) | 基于变活化能的聚合物材料热老化寿命评估方法 | |
CN115291131A (zh) | 锂离子电池的循环寿命和使用温度预测方法及系统 | |
CN110414026B (zh) | 一种光伏组件使用寿命的评估方法 | |
CN112019158A (zh) | 光伏组件的室外寿命评估方法和装置 | |
CN111351637A (zh) | 一种有机电致发光器件寿命测试与评价方法 | |
CN115166487A (zh) | 温度传感器芯片的可靠性验证装置及方法 | |
CN113032999B (zh) | 医疗设备使用寿命的预测方法及装置 | |
CN114184927A (zh) | 晶闸管寿命评估方法 | |
CN101795060B (zh) | 混合集成电路dc/dc变换器可靠性快速评价方法 | |
CN110765632B (zh) | 一种可求取任意负载激励下温升响应的温升等效测试方法 | |
CN110580329A (zh) | 一种电子产品性能退化加速因子的计算方法 | |
CN111475932B (zh) | 压缩机的测试方法及装置 | |
CN114444245A (zh) | 可靠性测试方法及系统、设备、存储介质 | |
CN111398706A (zh) | 一种导航用大功率固态功放的寿命评估系统及方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |