航天电子产品可靠性设计

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航天电子产品可靠性设计汤胜林(泉电机厂 )林

f要】摘随着我国航天事业由试验阶段转入实用阶段，国民经济随发展和国防建设对航天任务提出了越来越高的要求，对可靠性也提出了越来越高的要求。 [关键词 J电子产品可靠性中图分类号：F 2文献标识码：A

文章编号：1 0— 1 X( 0 1 4 O 1 _ 1 0 9 9 4 2 1 )3一 1 6 0 设计需要考虑的。 对于电子产品热设计需要了解： ( )空间热环境对电子产品的影响； 1 ( )元器件的选择和布局： 2选择热稳定性好、耐温范围宽、功耗低的元器件，力求热功耗在机箱内分布均衡，对温度变化敏感的元器件要远离热功耗大、温度变化激烈的元器件或采取热屏蔽措施，热功耗大的元器件，应直接安装在产品机箱壳体匕 . ( )机箱的设计应有利于元器件散热，印制板模块与机箱壳体之间 3

1引言本文主要浅谈航天产品除了为完成它要达到的功能、性能要求进行的设计外，为使其在运行环境下能长期可靠地工作，在设汁方面还必须考虑电磁兼容设计、热{计、殳抗辐射设计、抗力学环境设计、静电电设计、放 容差设计、降额设计等。

2可靠性设计内容2电磁兼容设计 . 1电磁兼容问题牵涉到：干扰源、敏感对象和传输通道三个方面。可采取的措施包括：减少或消除干扰源、提高敏感对象的抗干扰能力或切断它们之间的传输 (耦合 )通道。 接地——消除干扰源和敏感对象之间通过地线的耦合。每根地线都有电阻，对高频而言还有电感，要检查流过地线的电流，使干扰源电流流经地线造成的压降不会进人敏感设备。 滤波——限制带宽，提高抗干扰能力和减少干扰别人的可能。 屏蔽、隔离——消除由于杂散电容引起的静电耦合通道。如两根导线之间，机箱和元器件之间、设备和设备之间都存在杂散电容。 减小回路面积解决磁场引起的干扰，由于干扰源引出的信号线和它的回线双绞可减少干扰发射面积，降低对其他设备的干扰。 在采取抑制干扰措施时，应把建立良好接地、搭接系统和合理布线放在首位，这是既经济、又实惠的选择。 2热设计 . 2电子产品散热有三种方式，导热、对流传热和辐射传热。电子产品元器件的工作温度和元器件的可靠性关系极大。元器件降额设计中工作温度降额是一项重要的降额。对于航天器来说其

环境因素包括：轨道热源、深冷空间背景、真空、微重力、太阳紫外辐射和空间粒子辐照等。 航天器在轨运行时，处于真空环境。大多数航天器为非气密陛结构， 在轨道上运行时，舱内没有空气。环境温度这个术语由可能不再适用。而制造商提供的电子元器件的性能通常是在大气环境下测量的，并以“环境温度”为变量。这里的“环境温度”是试验时元器件周围的空气温度，元器件的性能是在有空气自然对流散热的条件下测量得到的，这种散热条件与元器件在航天器上的应用条件不同，因此，使用时需要适当考虑这个因素。

应有良好的热连接，机箱应有足够大的安装接触面积，机箱壳体表面 (包括内外表面，不包括安装面 )应有较高的发射率；2抗辐射十 3 由于空间带电粒子成分、能量和通量多样性，由于电也子产品所用元器件和功能材料在原材料、生产工艺、功能、工作状态等多方面具有复杂性和多样性，因此复杂的空间带电粒子与复杂的电子元器件及材料发生了 复杂、多样的相互作用，形成各种各样的辐射效应。影响较大的空间辐射效应主要有：总剂量效应、单粒子效应、表面充放电效应、高能电子的内 带电效应、阳电池等离子体带电效应等。表1太给出一些主要空间辐射效应与辐射源、作用对象之间的关系。 表1主要辐射效应的辐射源及对象【 空埒辐射效应电离总剂量效应盘移总剂量效应

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即使在有空气的密封舱内，由于微重力影响，电子产品内部的空气自 然对流散热也不存在。在设计中也要考虑这点。 热失效的机理有两种。首先，元器件的热失效常常是材料受热退化造成的，随着温度升高，化学反应的速度加快，导致失效率上升。第二种热失效机理是热导致机

械应力 (包括疲劳 )。温度差是产生热应力的根源， 而温度交变则导致热疲劳。热应力通常产生于元器件内部结合处，因此， 很难测量。能够测量的是元器件外表面温度。因此，在衡量元器件的温度时不能单指表面温度，而是器件的结温。 ￣ T= cQcj jT+ jP 式中：沩结温， c T T为壳温， j Qc为结壳热阻，P j为热耗通过测量壳温即可计算出元器件的结温，用结温衡量器件的温度是热

要保证航天器能耐受轨道空间辐射剂量，首先尽量选择自身耐辐射总剂量能力高于其使用位置的辐射剂量的元器件和材料。同时要考虑辐射设计余量 …… 此处隐藏：3804字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……