輻照環(huán)境下電源系統(tǒng)的退化分析及可靠性研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-31 21:18
電子產(chǎn)品是實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動化、智能化的關(guān)鍵紐帶,電源系統(tǒng)作為保障電子產(chǎn)品運(yùn)行的直接動力來源,一旦退化失效,將導(dǎo)致整機(jī)癱瘓,造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。目前,國內(nèi)外對電源系統(tǒng)的退化失效模式分析開展了廣泛的研究,但是在某些特殊環(huán)境,特別是處于核輻射環(huán)境下的退化失效分析以及可靠性評估十分匱乏。因此,本文圍繞多路輸出電源系統(tǒng)開展了核輻射環(huán)境下的退化分析及可靠性評估工作,致力于構(gòu)建一套系統(tǒng)硬件開發(fā)、試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、摸底試驗(yàn)探索以及理論分析的完整可靠性評價(jià)體系。基于前期對自主設(shè)計(jì)的電源系統(tǒng)在輻照環(huán)境下的3組摸底試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),該電源系統(tǒng)中有源器件對核輻射應(yīng)力十分敏感,是導(dǎo)致有源器件退化失效的主要原因。然而,迫于試驗(yàn)周期和經(jīng)濟(jì)成本等因素的制約,整個評估體系將面臨電源系統(tǒng)組件未能完全失效、試驗(yàn)對象數(shù)量有限、退化數(shù)據(jù)樣本較少等一系列問題。針對上述問題,本文的主要研究內(nèi)容簡述如下:(1)電源系統(tǒng)輻照試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)是電源系統(tǒng)摸底試驗(yàn)和可靠性評估的基本工作。本文基于有限的試驗(yàn)條件和成本,提出了一套切實(shí)可行的試驗(yàn)方案,該方案主要包括系統(tǒng)退化試驗(yàn)和系統(tǒng)失效判據(jù)試驗(yàn)兩個子方案。本方案將遵循從部件到子系統(tǒng)再到系統(tǒng)的原則,充分利...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
多路輸出電源系統(tǒng)實(shí)物圖
接以 12V 作為輸入,同時(shí)它還需要使能信號,使能信號將作為電源電路組件入端之一由后續(xù)組件 CPU 給出。此電路組件中需要監(jiān)測的信號分別為圖中電源輸出的電壓值。針對此電路組件各供電電路的需求,其電路原理框架如圖 3-3 所示。5V to 3.3V(AP1117E33)5V to 1.5V(AP1117E15)5V to 3.3V(AP1117E33)5V to 1.8V(AP1117E18)5V to 1V(NCP1529MUTBG)12V to 5V(TPS54328DDA)12V to 5V(TPS54328DDA)鋰電池12V@2.0A使能2CPUFPGA5V測試端PCC_1.5VFPGA_3.3VFPGA_1.8VFPGA_1V馬達(dá)驅(qū)動電路PCC_3.3V圖 3-3 電源轉(zhuǎn)換電路原理框架圖由圖 3-3 可知,該電源系統(tǒng)由兩級轉(zhuǎn)換構(gòu)成。其中第一級電壓轉(zhuǎn)換電路( 5V)如圖 3-4 所示。
第三章 電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及試驗(yàn)分析片設(shè)計(jì)本身具有使能端,即 EN 端口(高電平有效),但是由于時(shí)不需要使能信號,12V 輸入后直接輸出 5V 電壓,故此處將把 輸入端相連。第一級電壓轉(zhuǎn)換之后,該電路需要向 CPU 供電,通常 CPU 將需 3-5 所示。其中 PPC_3.3V 端和 PPC_1.5V 端,分別由 AP1115 兩個芯片實(shí)現(xiàn) 5V 轉(zhuǎn) 3.3V 以及 5V 轉(zhuǎn) 1.5V 功能。這兩個芯片都器件。第一級電壓轉(zhuǎn)換之后,該電路還承擔(dān)著向 FPGA 供電的任務(wù)。典型電路中,F(xiàn)PGA 將需要 3 路供電,即 FPGA_3.3V 端、FPGA_1V 端,分別由 AP1117E33、AP1117E18 和 NCP1529MUTBG 轉(zhuǎn) 3.3V、5V 轉(zhuǎn) 1.8V 和 5V 轉(zhuǎn) 1V 功能。其中,AP1117E33 和 A片都屬于 LDO 線性穩(wěn)壓器件,而 NCP1529MUTBG 屬于 Buck
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]國產(chǎn)處理器研究與發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J]. 芮雪,王亮亮,楊琴. 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)(專業(yè)版). 2014(08)
[2]基于性能退化數(shù)據(jù)可靠性評定的常用模型研究[J]. 陳振珩,劉雨時(shí). 電子測量與儀器學(xué)報(bào). 2008(S2)
[3]狀態(tài)空間理論在土木工程中的應(yīng)用與研究綜述[J]. 高榮譽(yù),盛宏玉. 工業(yè)建筑. 2007(04)
[4]最小二乘曲線擬合及Matlab實(shí)現(xiàn)[J]. 陳光,任志良,孫海柱. 兵工自動化. 2005(03)
[5]復(fù)雜中壓配電網(wǎng)的可靠性評估分塊算法[J]. 劉柏私,謝開貴,馬春雷,徐德超,周家啟,周念成. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2005(04)
博士論文
[1]基于PWM控制方式的電源管理芯片設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 吳鐵峰.西安電子科技大學(xué) 2011
[2]電子裝備系統(tǒng)性能可靠性分析與評估研究[D]. 蔡金燕.南京理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于核密度估計(jì)的空間負(fù)荷預(yù)測方法研究[D]. 宋凱豪.東北電力大學(xué) 2018
[2]小樣本巖土參數(shù)統(tǒng)計(jì)特征估計(jì)及邊坡穩(wěn)定可靠性分析[D]. 駱飛.西南交通大學(xué) 2017
[3]一種高效GaN基Buck開關(guān)電源設(shè)計(jì)[D]. 胡官昊.電子科技大學(xué) 2017
[4]混合數(shù)據(jù)的核密度估計(jì)熵與快速的貪心特征選擇算法[D]. 張婧虹.浙江大學(xué) 2017
[5]基于改進(jìn)核密度估計(jì)和拉丁超立方抽樣的電動汽車負(fù)荷模型[D]. 繆鵬彬.重慶大學(xué) 2016
[6]基于退化模型的電子系統(tǒng)貯存可靠性分析方法研究[D]. 李子先.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[7]多路輸出航空無人機(jī)電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王亮.北京工業(yè)大學(xué) 2015
[8]智能材料基于狀態(tài)空間法的動力問題研究[D]. 蘆遠(yuǎn)騰.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[9]某雷達(dá)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方案[D]. 陳鋒.南京理工大學(xué) 2013
[10]牽引供電系統(tǒng)外部電源可靠性評估[D]. 呂寶雨.西南交通大學(xué) 2013
本文編號:2950333
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:100 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
多路輸出電源系統(tǒng)實(shí)物圖
接以 12V 作為輸入,同時(shí)它還需要使能信號,使能信號將作為電源電路組件入端之一由后續(xù)組件 CPU 給出。此電路組件中需要監(jiān)測的信號分別為圖中電源輸出的電壓值。針對此電路組件各供電電路的需求,其電路原理框架如圖 3-3 所示。5V to 3.3V(AP1117E33)5V to 1.5V(AP1117E15)5V to 3.3V(AP1117E33)5V to 1.8V(AP1117E18)5V to 1V(NCP1529MUTBG)12V to 5V(TPS54328DDA)12V to 5V(TPS54328DDA)鋰電池12V@2.0A使能2CPUFPGA5V測試端PCC_1.5VFPGA_3.3VFPGA_1.8VFPGA_1V馬達(dá)驅(qū)動電路PCC_3.3V圖 3-3 電源轉(zhuǎn)換電路原理框架圖由圖 3-3 可知,該電源系統(tǒng)由兩級轉(zhuǎn)換構(gòu)成。其中第一級電壓轉(zhuǎn)換電路( 5V)如圖 3-4 所示。
第三章 電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成及試驗(yàn)分析片設(shè)計(jì)本身具有使能端,即 EN 端口(高電平有效),但是由于時(shí)不需要使能信號,12V 輸入后直接輸出 5V 電壓,故此處將把 輸入端相連。第一級電壓轉(zhuǎn)換之后,該電路需要向 CPU 供電,通常 CPU 將需 3-5 所示。其中 PPC_3.3V 端和 PPC_1.5V 端,分別由 AP1115 兩個芯片實(shí)現(xiàn) 5V 轉(zhuǎn) 3.3V 以及 5V 轉(zhuǎn) 1.5V 功能。這兩個芯片都器件。第一級電壓轉(zhuǎn)換之后,該電路還承擔(dān)著向 FPGA 供電的任務(wù)。典型電路中,F(xiàn)PGA 將需要 3 路供電,即 FPGA_3.3V 端、FPGA_1V 端,分別由 AP1117E33、AP1117E18 和 NCP1529MUTBG 轉(zhuǎn) 3.3V、5V 轉(zhuǎn) 1.8V 和 5V 轉(zhuǎn) 1V 功能。其中,AP1117E33 和 A片都屬于 LDO 線性穩(wěn)壓器件,而 NCP1529MUTBG 屬于 Buck
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]國產(chǎn)處理器研究與發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J]. 芮雪,王亮亮,楊琴. 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)(專業(yè)版). 2014(08)
[2]基于性能退化數(shù)據(jù)可靠性評定的常用模型研究[J]. 陳振珩,劉雨時(shí). 電子測量與儀器學(xué)報(bào). 2008(S2)
[3]狀態(tài)空間理論在土木工程中的應(yīng)用與研究綜述[J]. 高榮譽(yù),盛宏玉. 工業(yè)建筑. 2007(04)
[4]最小二乘曲線擬合及Matlab實(shí)現(xiàn)[J]. 陳光,任志良,孫海柱. 兵工自動化. 2005(03)
[5]復(fù)雜中壓配電網(wǎng)的可靠性評估分塊算法[J]. 劉柏私,謝開貴,馬春雷,徐德超,周家啟,周念成. 中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2005(04)
博士論文
[1]基于PWM控制方式的電源管理芯片設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 吳鐵峰.西安電子科技大學(xué) 2011
[2]電子裝備系統(tǒng)性能可靠性分析與評估研究[D]. 蔡金燕.南京理工大學(xué) 2010
碩士論文
[1]基于核密度估計(jì)的空間負(fù)荷預(yù)測方法研究[D]. 宋凱豪.東北電力大學(xué) 2018
[2]小樣本巖土參數(shù)統(tǒng)計(jì)特征估計(jì)及邊坡穩(wěn)定可靠性分析[D]. 駱飛.西南交通大學(xué) 2017
[3]一種高效GaN基Buck開關(guān)電源設(shè)計(jì)[D]. 胡官昊.電子科技大學(xué) 2017
[4]混合數(shù)據(jù)的核密度估計(jì)熵與快速的貪心特征選擇算法[D]. 張婧虹.浙江大學(xué) 2017
[5]基于改進(jìn)核密度估計(jì)和拉丁超立方抽樣的電動汽車負(fù)荷模型[D]. 繆鵬彬.重慶大學(xué) 2016
[6]基于退化模型的電子系統(tǒng)貯存可靠性分析方法研究[D]. 李子先.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[7]多路輸出航空無人機(jī)電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王亮.北京工業(yè)大學(xué) 2015
[8]智能材料基于狀態(tài)空間法的動力問題研究[D]. 蘆遠(yuǎn)騰.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[9]某雷達(dá)系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)方案[D]. 陳鋒.南京理工大學(xué) 2013
[10]牽引供電系統(tǒng)外部電源可靠性評估[D]. 呂寶雨.西南交通大學(xué) 2013
本文編號:2950333
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