Betrouwbaarheid Analyse van macht & Signaalverbindingskabels

De betrouwbaarheid van stroom- en signaalkabels heeft een directe invloed op de stabiliteit en levensduur van elektronische apparatuur. De analyse ervan moet worden uitgevoerd vanuit meerdere dimensies, zoals materialen, ontwerp, aanpassingsvermogen aan het milieu, en signaalintegriteit. Hieronder volgen de belangrijkste analysepunten:
1. Materiaal- en constructief ontwerp
‌Keuze van geleider- en isolatiemateriaal‌
Geleiders moeten materialen met een hoge geleidbaarheid en corrosiebestendig gebruiken (zoals koperlegeringen), en let op de relatie tussen het huidige draagvermogen en de temperatuurstijging om veroudering door overbelasting‌ te voorkomen.
Isolatiematerialen moeten voldoen aan de eisen van hoge temperatuurbestendigheid, vlamvertraging en chemische corrosieweerstand, zoals siliconen of polytetrafluorethyleen (PTFE).

Betrouwbaarheid Analyse van macht & Signaalverbindingskabels

‌Mechanisch structuurontwerp‌
De levensduur van de plug-in moet worden verbeterd door optimalisatie van de vergrendelingsstructuur (zoals snap-on-connectoren) om de trillings- en slagvastheid‌ te verbeteren.
Redundant ontwerp (zoals twisted pair of dubbele voeding) kan het risico op single point-storingen verminderen.

2. Aanpassingsvermogen aan het milieu
‌Invloed van temperatuur en vochtigheid‌
Een omgeving met hoge temperaturen kan de veroudering van isolatiematerialen versnellen, en lage temperaturen kunnen gemakkelijk verbrossing van de geleider veroorzaken, en de prestaties moeten worden geverifieerd door middel van cyclustests bij hoge en lage temperaturen.
In omgevingen met een hoge luchtvochtigheid, het beschermingsniveau (zoals IP67) moet worden verbeterd door een vochtbestendige coating of afdichtingsstructuur.

Omgevingsfactoren:
Bij analyse wordt rekening gehouden met de invloed van factoren zoals temperatuur, schok, trillingen, en vochtigheid op de kabelprestaties.
Materiaaleigenschappen:
De materiaalkeuze voor geleiders, isolatoren, en omhulsel heeft een aanzienlijke invloed op de betrouwbaarheid van de kabel.
Productieprocessen:
Kwaliteitscontrole en naleving van productienormen zijn cruciaal voor het garanderen van een betrouwbare kabelconstructie.
Test en simulatie:
Diverse testen, inclusief levenstesten, testen in de klimaatkamer, en numerieke simulaties, worden gebruikt om de kabelprestaties te evalueren en potentiële storingen te voorspellen.
Foutlokalisatie:
Voor stroomkabels, Foutlokalisatie is een cruciaal aspect, vooral in hoogspanningssystemen waar eenaderige kabels een grotere uitdaging kunnen zijn om te diagnosticeren.
Datagestuurde methoden:
Het analyseren van historische faalgegevens kan helpen bij het identificeren van patronen, toekomstige mislukkingen voorspellen, en onderhoudsstrategieën informeren.
Elektromigratie:
Bij geïntegreerde schakelingen, elektromigratie (EM) analyse is van cruciaal belang om de integriteit van verbindingen in de loop van de tijd te garanderen.
Scheiding van stroom- en datakabels:
In sommige gevallen, Het aanhouden van een bepaalde afstand tussen stroom- en datakabels is essentieel om interferentie te minimaliseren, vooral in netwerktoepassingen.
Waarom betrouwbaarheid belangrijk is:
Stabiele signaaloverdracht:
Betrouwbare connectoren zorgen voor een stabiele signaaloverdracht, cruciaal voor verschillende toepassingen.

Betrouwbare voeding:
Betrouwbare stroomkabels zijn essentieel om stroomuitval te voorkomen en de veilige en efficiënte werking van systemen te garanderen.
Lagere kosten:
Betrouwbaarheidsanalyse kan helpen bij het identificeren en beperken van potentiële faalpunten, wat leidt tot lagere onderhoudskosten en uitvaltijd.

Veiligheid:
Betrouwbare kabels zijn van cruciaal belang voor de veiligheid, vooral in toepassingen waarbij hoogspanningssystemen betrokken zijn.
Door deze aspecten te begrijpen, ingenieurs en fabrikanten kunnen ontwerpen, vervaardiging, en onderhoud stroom- en signaalverbindingskabels met de hoogst mogelijke betrouwbaarheid.

‌Trillingen en mechanische belasting‌
Dynamische trillingstests moeten de werkelijke werkomstandigheden simuleren om ervoor te zorgen dat de contactweerstand van de connector stabiel is onder trillingsomstandigheden.

III. Analyse van signaalintegriteit
‌Elektromagnetische interferentie (Emi) bescherming
Afschermend ontwerp (zoals metalen vlechtwerk of gedraaid paar) kan de interferentie van externe elektromagnetische velden op het signaal‌ verminderen 38.
Het aardingsontwerp moet algemene aardlusruis vermijden en een steraarding of een onafhankelijke aardingsstrategie toepassen .

‌Impedantieaanpassing en ruisonderdrukking‌
De signaallijn moet een consistente karakteristieke impedantie behouden, en gebruik afsluitweerstanden of filtercondensatoren om hoogfrequente ruis‌ te onderdrukken .

Iv. Betrouwbaarheidstestverificatie
‌Statische test‌
Meet de isolatie-impedantie wanneer deze niet is ingeschakeld (zoals de impedantie van de voedingslijn naar aarde) en de statische spanningsstabiliteit na het inschakelen .

‌Dynamische test‌
Dynamische belastingstest: Bewaak spanningsschommelingen en rimpelingen onder verschillende belastingen (geen lading, volle belasting) (de bandbreedte van de oscilloscoop is beperkt tot 20 MHz)‌ . Geluidstest van de voeding: Gebruik aardingsveren om dichtbij te aarden om interferentie van ruimtelijke koppelingsruis te verminderen.

‌Levensduur- en duurzaamheidstest‌
Herhaalde in- en uittrektests verifiëren de mechanische levensduur, en in- en uitschakelcyclustests evalueren de stabiliteit op lange termijn.
MTBF (gemiddelde tijd tussen mislukkingen) berekeningen vereisen de combinatie van gegevens over het uitvalpercentage van componenten en omgevingsstress.

V. Typische faalwijzen en beschermende maatregelen
‌Slecht contact‌
Oorzaak: oxidatie, mechanische slijtage of losse verbinding.
Maatregelen: vergulde/verzilverde contacten, extra vergrendelingsmechanisme.

‌Veroudering en defecten aan de isolatie‌
Oorzaak: materiaaldegradatie of overspanningsschokken.
Maatregelen: derating ontwerp (zoals spanningsmarge ≥ 20%).

‌Signaalvervorming veroorzaakt door elektromagnetische interferentie‌
Oorzaak: niet afgeschermd of slechte aarding.
Maatregelen: optimaliseer de bedradingsafstand en verhoog de magnetische ringfiltering.

VI. Samenvatting
Het verbeteren van de betrouwbaarheid van verbindingsdraden vereist een uitgebreide materiaalkeuze, redundant ontwerp, milieutests en EMC-optimalisatie, en het verifiëren van de prestaties door middel van strikte statische/dynamische tests. Belangrijke indicatoren zijn onder meer de stabiliteit van de contactweerstand, isolatie is bestand tegen spanningssterkte en temperatuurstijgingscontrole bij langdurige belasting.

Betrouwbaarheid is de laatste jaren een opkomende wetenschappelijke discipline, die altijd door alle technische velden loopt. De veiligheid van het ontwerp van kabelbomen voor auto's is van cruciaal belang voor het hele elektronische systeem in de auto. De betrouwbaarheid van het ontwerp van de kabelboom is een weerspiegeling van de veiligheid. De inhoud van de betrouwbaarheidsanalyse van de kabelboomingenieur in dit artikel.

Betrouwbaarheidsanalyse van lijnterminals en connectoren
Als belangrijk onderdeel van de autokabelboom, lijnterminals en connectoren zijn de belangrijkste componenten die de betrouwbaarheid van het kabelboomsysteem bepalen en een cruciale rol spelen in het bedradingssysteem. Klemmen en connectoren zijn verantwoordelijk voor een groot deel van de vele problemen die zich voordoen bij kabelbomen. Bijvoorbeeld, de terminals verouderen, en de connectorcomponenten zijn eraf gevallen, losgemaakt, en door de tijd beschadigd. Deze problemen kunnen in normale tijden een klein detail zijn, maar indien geplaatst in het gehele veiligheidssysteem van de kabelboom, ze zullen leiden tot een vermindering van de veiligheid en betrouwbaarheid van de kabelboom. Daarom, in het gebruikelijke kabelboomontwerp, Er moeten bepaalde maatregelen worden genomen om de betrouwbaarheid van het kabelboomontwerp te garanderen. Bijvoorbeeld, tijdens het installatieproces, kies de juiste connectoren en plug-ins, enz.; ten tweede, let op hun materialen. De bedrijfstemperatuur van klemmen en connectoren en de maximaal toegestane stroom; let op hun werkomgeving en temperatuur. Tegelijkertijd, het is noodzakelijk om te voorkomen dat bepaalde corrosieve gassen of vloeistoffen de aansluitingen en connectoren aantasten, waardoor de betrouwbaarheid van het gehele elektronische systeem teniet wordt gedaan.2 Analyse van de betrouwbaarheid van kabelboombescherming
De werkomgeving van autokabelbomen is erg zwaar, vaak gepaard met corrosieve gassen en vloeistoffen, evenals hoge temperaturen, vochtigheid, en botsing en wrijving met andere delen. Problemen zoals schade aan de isolatiemantel en losse interfaces komen vaak voor, wat kan leiden tot kortsluiting of open circuits in de bedrading, die het gehele elektronische systeem beïnvloeden. Daarom, om de veiligheid van het ontwerp van kabelbomen voor auto's te verbeteren, het is noodzakelijk om een ​​werkplan te maken voor het ontwerp van de kabelboom en om de kabelboom effectief in te pakken en vast te zetten. Het ontwerp van de kabelboom voor auto's moet maatregelen hebben zoals vochtbestendigheid, anticorrosief en anti-hoge temperatuur. Tegelijkertijd, het is noodzakelijk om ervoor te zorgen dat het goede luchtdichte materialen heeft om de verbindingen en connectoren te beschermen. Bij het installeren van kabelbomen in andere delen van de carrosserie, Er moeten professionele kabelbinders en draadklemmen worden gebruikt om ze te bevestigen, om de impact van trillingen op de kabelboom van de auto tijdens het rijden te verminderen. Tegelijkertijd, sommige aansluitposities moeten worden beschermd om wrijving tussen de draadbediening en de kabelboom te voorkomen, wat zal leiden tot slijtage van de isolatielaag. Bij het verpakken, het is noodzakelijk om de verschillende bedrijfsomgevingen van verschillende componenten te analyseren om hun levensduur en betrouwbaarheid te karakteriseren. Het is noodzakelijk om verschillende vergelijkende tests op materialen uit te voeren om geschikte materialen te selecteren. Het is ook noodzakelijk om experimenten uit te voeren met betrekking tot de betrouwbaarheid van kabelbomen in ruwe omgevingen om te voorkomen dat producten die onder de maat zijn, naar de volgende stap gaan.3. Betrouwbaarheidsanalyse van het circuitontwerp van de kabelboom
Het ontwerp van een kabelboomsysteem voor auto's is een zeer complex project, vooral het huidige lusprobleem van de lijn. Onder bepaalde omgevingsomstandigheden, het rationele ontwerp van het circuit is de kern van het elektrische systeem. Onder normale omstandigheden, het circuitlijnsysteem van een auto is parallel verbonden tussen verschillende elektronische apparaten. Om zijn lijnen te testen, het is noodzakelijk om de verbindingsmethode van de leidingen te veranderen en te simuleren wat er onder verschillende omstandigheden kan gebeuren om de normale werking van het kabelboomleidingsysteem te garanderen.