长寿命宇航DC/DC转换器检测方法研究

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作为航天电子设备最易失效的模块之一，DC/DC转换器可靠性过低是制约航天电子系统长寿命工作的关键因素。现有的基于标准和手册的检测方法并没有考虑到器件的失效根本原因，因此也不能做出准确的筛选。在大型武器装备以实施视情维护为目的发展起来的PHM方法，将故障和寿命预报建立在失效物理基础上，可以根据系统当时的状态对系统将来的故障做出提前的预报，后来这种方法发展成一种可以依据根本失效模型，对系统做出寿命预报的可靠性方法。
　　本文通过对DC/DC转换器在特定工作环境下的失效状况的分析，确定了关键器件以及相应的失效模式和机理。在辐照环境下，VDMOS的退化会导致 DC/DC转换器效率下降；在长时间高温工作环境下，VDMOS的导通电阻增大也是影响转换效率的一个因素；滤波电容的退化则是导致输出纹波退化的最主要原因。通过建立DC/DC转换器性能退化与器件退化之间的关系，确定了器件的失效阈值。最后提出了DC/DC转换器的寿命预报方案与验证方案。
　　本文完成的工作及相关结论主要有：
　　1)提出了DC/DC转换器中关键元器件的分析方法，对转换器中的VDMOS以及滤波电容进行了失效模式和失效机理分析，并且通过建立DC/DC转换器整体性能参量退化与其内部易损单元参量退化之间的定性与定量关系，确定两种失效模式对应的失效先兆参量与表征参量。
　　2)提出了DC/DC转换器中两种不同失效模式对应的寿命预报方法，建立了能够表征性能退化与参数漂移的失效表征模型，且根据系统性能的输出要求确定了先兆参量的失效阈值。
　　3)以混合寿命预报方法为基础，分别提出了针对单一失效模式的长寿命检测方法，并且对多失效模式共存的DC/DC转换器综合检测方法进行了探索。

著录项

作者
丰帆;
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作者单位

西安电子科技大学;

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授予单位西安电子科技大学;
学科材料物理与化学
授予学位硕士
导师姓名梁燕萍,杜磊;
年度 2013
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类 TM463;
关键词
DC/DC转换器; 失效模式; 寿命预报; 性能退化; 参数漂移;

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