Анализ на надеждността на мощността & Сигнални свързващи кабели

Надеждността на захранващите и сигналните кабели пряко влияе върху стабилността и живота на електронното оборудване. Неговият анализ трябва да се извърши от множество измерения, като например материали, дизайн, адаптивност към околната среда, и целостта на сигнала. Следват ключови точки за анализ:
1. Материален и конструктивен дизайн
‌Избор на проводник и изолационен материал‌
Проводниците трябва да използват материали с висока проводимост и устойчивост на корозия (като медни сплави), и обърнете внимание на връзката между токовия капацитет и повишаването на температурата, за да избегнете стареене, причинено от претоварване‌.
Изолационните материали трябва да отговарят на изискванията за устойчивост на висока температура, забавяне на горенето и устойчивост на химическа корозия, като силикон или политетрафлуоретилен (PTFE).

Анализ на надеждността на мощността & Сигнални свързващи кабели

Проектиране на механична структура
Животът на плъгина трябва да бъде подобрен чрез оптимизиране на заключващата структура (като щракващи се конектори) за подобряване на устойчивостта на вибрации и удар‌.
Излишен дизайн (като усукана двойка или двойно захранване) може да намали риска от повреда в една точка‌.

2. Приспособимост към околната среда
Влияние на температурата и влажността
Високата температура на околната среда може да ускори стареенето на изолационните материали, и ниската температура може лесно да причини крехкост на проводника, и производителността трябва да бъде проверена чрез циклични тестове при висока и ниска температура‌.
В среда с висока влажност, нивото на защита (като IP67) трябва да се подобри чрез влагоустойчиво покритие или уплътнителна структура.

Фактори на околната среда:
Анализът отчита влиянието на фактори като температура, шок, вибрация, и влажност върху работата на кабела.
Свойства на материала:
Изборът на материали за проводници, изолатори, и обвивката оказва значително влияние върху надеждността на кабела.
Производствени процеси:
Контролът на качеството и спазването на производствените стандарти са от решаващо значение за осигуряване на надеждна кабелна конструкция.
Тест и симулация:
Различни тестове, включително тестове за живот, тестване в екологична камера, и числени симулации, се използват за оценка на производителността на кабела и прогнозиране на потенциални повреди.
Локализация на повредата:
За захранващи кабели, локализирането на повредата е критичен аспект, особено в системи с високо напрежение, където едножилните кабели могат да бъдат по-трудни за диагностициране.
Методи, управлявани от данни:
Анализирането на исторически данни за грешки може да помогне за идентифициране на модели, прогнозира бъдещи неуспехи, и информирайте стратегиите за поддръжка.
Електромиграция:
В интегрални схеми, електромиграция (ЕМ) анализът е жизненоважен за гарантиране на целостта на връзките във времето.
Разделяне на захранващи кабели и кабели за данни:
В някои случаи, поддържането на определено разстояние между захранващите кабели и кабелите за данни е от съществено значение за минимизиране на смущенията, особено в мрежовите приложения.
Защо надеждността има значение:
Стабилно предаване на сигнала:
Надеждните съединители осигуряват стабилно предаване на сигнала, от решаващо значение за различни приложения.

Надеждно захранване:
Надеждните захранващи кабели са от съществено значение за предотвратяване на прекъсвания на захранването и осигуряване на безопасна и ефективна работа на системите.
Намалени разходи:
Анализът на надеждността може да помогне за идентифициране и смекчаване на потенциални точки на повреда, което води до намалени разходи за поддръжка и престой.

Безопасност:
Надеждните кабели са критични за безопасността, особено в приложения, включващи захранващи системи с високо напрежение.
Чрез разбирането на тези аспекти, инженерите и производителите могат да проектират, производство, и поддържайте захранващите и сигналните свързващи кабели с възможно най-висока надеждност.

Вибрации и механични натоварвания
Динамичното изпитване на вибрации трябва да симулира действителните работни условия, за да гарантира, че контактното съпротивление на съединителя е стабилно при условия на вибрации.

III. Анализ на целостта на сигнала
Електромагнитни смущения (Еми) защита
Дизайн на екраниране (като метална плитка или усукана двойка) може да намали смущенията на външни електромагнитни полета върху сигнала‌ 38.
Дизайнът на заземяването трябва да избягва общия шум от заземяващата верига и да приеме заземяване в звезда или независима стратегия за заземяване‌ .

‌Съвпадение на импеданса и потискане на шума‌
Сигналната линия трябва да поддържа постоянен характерен импеданс, и използвайте крайни резистори или филтриращи кондензатори за потискане на високочестотен шум‌ .

IV. Проверка на теста за надеждност
Статичен тест
Измерете импеданса на изолацията, когато не е включен (като импеданса на електропровода към земята) и стабилността на статичното напрежение след включване на захранването‌ .

Динамичен тест
Тест за динамично натоварване: Наблюдавайте колебанията и вълните на напрежението при различни натоварвания (без товар, пълно натоварване) (честотната лента на осцилоскопа е ограничена до 20MHz)‌ . Тест за шум на захранването: Използвайте заземяващи пружини за заземяване наблизо, за да намалите смущенията от пространствения шум на свързване.

‌Тест за живот и издръжливост‌
Повтарящите се тестове за включване и изваждане потвърждават механичния живот, и тестовете за цикъл на включване и изключване оценяват дългосрочната стабилност.
MTBF (средно време между отказите) изчисленията изискват комбинация от процент на повреда на компонента и данни за стреса на околната среда.

V. Типични режими на повреда и защитни мерки
Лош контакт
причина: окисляване, механично износване или разхлабена връзка.
Мерки: позлатени/сребърни контакти, допълнителен заключващ механизъм.

Стареене и повреда на изолацията
причина: разграждане на материала или удар от пренапрежение.
Мерки: понижаващ дизайн (като марж на напрежението ≥ 20%).

‌Изкривяване на сигнала, причинено от електромагнитни смущения‌
причина: неекранирано или лошо заземяване.
Мерки: оптимизирайте разстоянието между кабелите и увеличете филтрирането на магнитния пръстен.

VI. Резюме
Подобряването на надеждността на свързващите проводници изисква цялостен избор на материал, излишен дизайн, тестване на околната среда и оптимизиране на EMC, и проверка на производителността чрез строги статични/динамични тестове. Основните показатели включват устойчивост на контактно съпротивление, устойчивост на изолация на напрежение и контрол на повишаването на температурата при дългосрочно натоварване.

Надеждността е нововъзникваща научна дисциплина през последните години, който винаги преминава през всички технически области. Безопасността на дизайна на автомобилните кабелни снопове е от решаващо значение за цялата автомобилна електронна система. Надеждността на дизайна на кабелния сноп е отражение на безопасността. Съдържание за анализ на надеждността на автомобилните кабелни снопове на инженера на тази статия.

Анализ на надеждността на линейни клеми и съединители
Като важна част от автомобилния кабелен сноп, линейните клеми и съединители са основните компоненти, които определят надеждността на системата от кабелни снопове и играят жизненоважна роля в системата за окабеляване. Клемите и съединителите представляват голяма част от многото проблеми, които възникват в кабелните снопове. Например, терминалите остаряват, и компонентите на конектора са паднали, разхлабени, и е повреден поради времето. Тези проблеми може да са малък детайл в нормални времена, но ако е поставен в цялата система за безопасност на кабелния сноп, те ще доведат до намаляване на безопасността и надеждността на кабелния сноп. Следователно, в обичайния дизайн на кабелния сноп, трябва да се вземат определени мерки, за да се гарантира надеждността на конструкцията на кабелния сноп. Например, по време на инсталационния процес, изберете подходящи конектори и плъгини, и т.н.; на второ място, обърнете внимание на материалите им. Работната температура на клемите и съединителите и максимално допустимия ток; обърнете внимание на тяхната работна среда и температура. В същото време, необходимо е да се избягва въздействието на някои корозивни газове или течности върху клемите и съединителите, като по този начин се разрушава надеждността на цялата електронна система.2 Анализ на надеждността на защитата на кабелния сноп
Работната среда на автомобилните кабелни снопове е много тежка, често придружени от корозивни газове и течности, както и висока температура, влажност, и сблъсък и триене с други части. Често възникват проблеми като повреда на изолационната обвивка и разхлабени интерфейси, което води до късо съединение или прекъсване на веригата в кабелния сноп, засягащи цялостната електронна система. Следователно, за да се подобри безопасността на дизайна на автомобилните кабелни снопове, необходимо е да се направи работен план за проектиране на кабелния сноп и ефективно да се увие и фиксира кабелния сноп. Дизайнът на автомобилния кабелен сноп трябва да има мерки като защита срещу влага, антикорозионна и анти-висока температура. В същото време, необходимо е да се гарантира, че има добри херметични материали за защита на ставите и съединителите. При инсталиране на кабелни снопове в други части на каросерията на автомобила, за фиксирането им трябва да се използват професионални кабелни връзки и скоби за кабели, за да се намали въздействието на вибрациите върху кабелния сноп на автомобила по време на шофиране. В същото време, някои позиции на свързване трябва да бъдат защитени, за да се избегне триене между проводника за управление и кабелния сноп, което ще доведе до износване и разкъсване на изолационното покритие. При опаковане, необходимо е да се анализират различните работни среди на различните компоненти, за да се характеризира техният експлоатационен живот и надеждност. Необходимо е да се проведат различни сравнителни тестове на материали, за да се изберат подходящи материали. Необходимо е също така да се проведат експерименти за надеждността на кабелните снопове в тежки среди, за да се предотврати преминаването на нестандартни продукти в следващата стъпка.3. Анализ на надеждността на дизайна на схемата на кабелния сноп
Проектирането на автомобилни кабелни снопове е много сложен проект, особено проблема с текущата верига на линията. При определени условия на околната среда, рационалният дизайн на веригата е ядрото на електрическата система. При нормални обстоятелства, линейната верига на автомобила е свързана паралелно между различни електронни устройства. За да тествате линиите му, необходимо е да се промени методът на свързване на линиите и да се симулира какво може да се случи при различни обстоятелства, за да се гарантира нормалната работа на линейната система на кабелния сноп.