专利名称：一种驱动电源使用寿命的加速检测方法
技术领域：
本发明涉及一种使用寿命的加速检测方法；尤其是涉及一种驱动电源使用寿命的加速检测方法。
背景技术：
驱动电源作为一种工业产品的主要部件，发展越来越迅速；而驱动电源的寿命是衡量其质量的重要指标；因此，要通过检测试验对其在设计过程中设定的使用寿命进行检测，来判定驱动电源的实际使用寿命是否满足设计要求；但是传统的对驱动电源实际使用寿命的检测方法是在其正常使用状态下做长时间的寿命测试，直至驱动板损坏或达到设计的使用寿命要求；正常的驱动电源的寿命可达到上万小时，这样，在正常使用状态下做使用寿命检测，就会导致检测效率低下，延长了新产品的研发周期，而且浪费大量的人力物力。
发明内容
本发明在保持驱动电源失效机理不变的条件下，通过提高其工作的环境温度的方法来加速失效，检测其使用寿命是否达到设计要求并发现其潜在的缺陷。根据驱动电源的设计使用寿命，通过阿伦尼斯(Arrhenius)加速寿命试验模型及置信度理论推断出在高温状态下驱动电源应满足的理论最低使用寿命，然后将理论最低使用寿命做为检测时间，在高温状态下对驱动电源进行加速检测；从而缩短驱动电源在研制和生产的检测时间，降低产品研制和生产成本。为达到上述目的，本发明一种加速寿命测试方法，包括以下步骤步骤SI :确定检测条件，包括以下步骤步骤Sl-I :根据驱动电源确定进行加速检测的检测温度Ta ；步骤S1-2 :设定加速检测所采用的驱动电源的数量N，N为自然数；步骤S1-3 :设定加速检测的失效数r = O和置信度c ；步骤S2 :计算加速检测的理论最低使用寿命T ;包括以下步骤步骤S2-1 :在检测温度Ta进行加速检测情况下，计算加速因子AF
_] AF = 6{τ}{υΛ)其中，Ea为激活能，与驱动电源的材料有关；k为波尔兹曼常数；Tc为常态工作的环境温度，Ta为高温加速检测的环境温度，Tc与Ta的单位为开尔文；步骤S2_2 :计算驱动电源的理论最低使用寿命T Ts = 2N*T*AF/X2(l_c，2r+2)其中，Ts为驱动电源的设计使用寿命，N为加速检测所采用的驱动电源的数量，AF为加速因子，c为置信度，r为失效数；X2(l-c,2r+2)是卡方分布函数；步骤S3 :在检测条件下进行加速检测；包括以下步骤
步骤S3-1 :选择N个可正常工作的带有外壳的驱动电源作为试验样品；
步骤S3-2 :将试验箱内的环境温度稳定在检测温度Ta ；步骤S3-3 :将试验样品设置在试验箱内，设定检测时间=理论最低使用寿命T，进行加速检测；步骤S3-4 :达到检测时间，结束加速检测。上述目的还可以通过下述技术方案进一步完善。还包括步骤S4 :根据加速检测的结果，判断驱动电源的使用寿命是否达到设计要求；包括以下步骤步骤S4-1 :加速检测后，判断N个驱动电源是否发生故障；步骤S4-2 :根据N个驱动电源是否发生故障，判断驱动电源的使用寿命是否达到
设计要求。所述步骤S4-2 :包括以下步骤步骤S4-21 :N个驱动电源均未发生故障，则驱动电源的使用寿命达到了设计要求；步骤S4-22 :N个驱动电源中有发生故障的驱动电源，则驱动电源的使用寿命未达到设计要求。上述目的还可以通过下述技术方案进一步完善。还包括步骤Sl-O :记录驱动电源在额定电压下的电参数；步骤S4-1还包括以下步骤步骤S4-11 :记录加速检测后的驱动电源在额定电压下的电参数；步骤S4-12 :比较加速检测后的驱动电源在额定电压下的电参数与在额定电压下的电参数加速检测后的N个驱动电源在额定电压下的电参数与加速检测前在额定电压下的电参数一致，N个驱动电源均未发生故障；加速检测后的N个驱动电源在额定电压下的电参数与加速检测前在额定电压下的电参数不一致，N个驱动电源中有发生故障的驱动电源。所述步骤Sl-I包括以下步骤步骤Sl-Il :在驱动电源的关键元件上布温度探头；步骤S1-12 :将驱动电源放入试验箱中，使驱动电源在额定电压下工作，缓慢升试验箱的环境温度，通过温度探头监测驱动电源各关键元件的实际工作温度；步骤S1-13 :在试验箱升温过程中，在各关键元件的实际工作温度都没有超出其自身的额定工作温度范围的条件下，记录试验箱的环境温度所达到的最大值，将所述最大值的环境温度作为加速检测时的检测温度Ta。在步骤S1-2中，设定10彡N彡20。在步骤S1-3中，设定c = 0.8。在步骤Sl-Il中，所述关键元件包括主回路上的电容、MOS管、二极管。 本发明的有益效果本发明方法简单，快捷，能快速地检测出驱动的实际使用寿命是否满足设计要求，并且根据试验结果可以尽快的找出驱动电源的缺陷，加以改进；有效的提高了对驱动电源的检测效率和设计效率，降低了设计成本。
具体实施例方式驱动电源在常态工作的环境温度下的使用寿命可以达到上万小时，因此，在常态工作的环境温度下对驱动电源使用寿命的检测也要相应的时间。但如果驱动电源在保持驱动电源失效机理不变的条件下，提高工作的环境温度，就加快了驱动电源的失效，缩短了驱动电源的使用寿命，进而缩短了检测时间。更进一步地，本发明以假设驱动电源的实际使用寿命满足设计使用寿命的要求为前提，设定高温工作的环境，通过置信度关联公式及阿伦尼斯加速模型计算出该检测条件下驱动电源的理论最低使用寿命，然后将理论最低使用寿命作为检测时间进行加速检测。根据加速检测的结果(驱动电源是否发生故障)，判断驱动电源的使用寿命是否达到设计要求。为使本发明驱动电源使用寿命的加速检测方法的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明做进一步详细说明；以下所描述的具体实施例仅用于说明本发明，但不用来限定本发明的范围。 本发明的驱动电源使用寿命的加速检测方法包括以下步骤步骤SI :确定检测条件，包括以下步骤步骤Sl-I :根据驱动电源确定进行加速检测的检测温度Ta ；步骤S1-2 :设定加速检测所采用的驱动电源的数量N，N为自然数；步骤S1-3 :设定加速检测的失效数r = O和置信度c ;失效数表示理想状态下N个驱动电源在加速检测后出现故障的数量；置信度表示在检测条件下驱动电源平均无故障工作的实际时间大于理论计算的理论最低使用寿命T的概率，置信度的值根据加速检测所需的精确度设定；步骤S2 :计算加速检测的理论最低使用寿命T ;包括以下步骤步骤S2-1 :在检测温度Ta进行加速检测情况下，计算加速因子AF AF = ^ }{υΛ)其中，Ea为激活能，与驱动电源的材料有关；k为波尔兹曼常数；Tc为常态工作的环境温度，Ta为高温加速检测的环境温度，Tc与Ta的单位为开尔文；步骤S2-2 :计算加速检测的理论最低使用寿命T Ts = 2N*T*AF/X2(l_c，2r+2)其中，Ts为驱动电源的设计使用寿命，N为加速检测所采用的驱动电源的数量，AF为加速因子，c为置信度，r为失效数；X2(l-c,2r+2)是卡方分布函数,在c, r确定的情况下，可以通过查卡方分布函数表得到；步骤S3 :在检测条件下进行加速检测；包括以下步骤步骤S3-1 :选择N个可正常工作的带有外壳的驱动电源作为试验样品；步骤S3-2 :将试验箱内的环境温度稳定在检测温度Ta ；步骤S3-3 :将试验样品设置在试验箱内，设定检测时间=理论最低使用寿命T，进行加速检测；步骤S3-4 :达到检测时间，结束加速检测。
—种加速寿命测试方法,还包括步骤S4 :根据加速检测的结果，判断驱动电源的使用寿命是否达到设计要求；包括以下步骤步骤S4-1 :加速检测后，判断N个驱动电源是否发生故障；步骤S4-2 :根据N个驱动电源是否发生故障，判断驱动电源的使用寿命是否达到设计要求。所述步骤S4-2 :包括以下步骤步骤S4-21 :N个驱动电源均未发生故障，则驱动电源的使用寿命达到了设计要求；
步骤S4-22 :N个驱动电源中有发生故障的驱动电源，则驱动电源的使用寿命未达到设计要求。一种加速寿命测试方法，还包括步骤Sl-O :记录驱动电源在额定电压下的电参数；步骤S4-1还包括以下步骤步骤S4-11 :记录加速检测后的驱动电源在额定电压下的电参数；步骤S4-12 :比较加速检测后的驱动电源在额定电压下的电参数与在额定电压下的电参数加速检测后的N个驱动电源在额定电压下的电参数与加速检测前在额定电压下的电参数一致，N个驱动电源均未发生故障；加速检测后的N个驱动电源在额定电压下的电参数与加速检测前在额定电压下的电参数不一致，N个驱动电源中有发生故障的驱动电源。所述步骤Sl-I包括以下步骤步骤Sl-Il :在驱动电源的关键元件上布温度探头；步骤S1-12 :将驱动电源放入试验箱中，使驱动电源在额定电压下工作，缓慢升试验箱的环境温度，通过温度探头监测驱动电源各关键元件的实际工作温度；步骤S1-13 :在试验箱升温过程中，在各关键元件的实际工作温度都没有超出其自身的额定工作温度范围的条件下，记录试验箱的环境温度所达到的最大值，将所述最大值的环境温度作为加速检测时的检测温度Ta。在步骤S1-2中，设定10彡N彡20。在步骤S1-3中，设定c = 0.8。在步骤Sl-Il中，所述关键元件包括主回路上的电容、MOS管、二极管。下面结合一个实际的驱动电源的加速检测进行说明该驱动电源的设计要求，常态工作的环境温度是30°C，设计使用寿命Ts为I. 4万小时。步骤SI :确定检测条件，包括以下步骤步骤Sl-I :根据驱动电源确定进行加速检测的检测温度Ta ;包括以下步骤步骤Sl-Il :在驱动电源的关键元件上布温度探头；步骤S1-12 :将驱动电源放入试验箱中，使驱动电源在额定电压下工作，缓慢升试验箱的环境温度，通过温度探头监测驱动电源各关键元件的实际工作温度；
步骤Sl-13 :在试验箱升温过程中，在各关键元件的实际工作温度都没有超出其自身的额定工作温度范围的条件下，记录试验箱的环境温度所达到的最大值70°C，将所述最大值的环境温度70°C作为加速检测时的检测温度Ta ；步骤S1-2 :为了减少测试时间、提高加速检测结果的准确性，设定加速检测所采用的驱动电源的数量N= 10；步骤S1-3 :设定加速检测的失效数r = O和置信度c = O. 8 ;由于本发明所述的加速检测方法的前提是在驱动电源的实际使用寿命满足设计使用寿命的要求，因此，在加速检测的理想状态是，10个驱动电源均为未发生失效，即r = O ;置信度的值根据加速检测所需的精确度设定；
步骤S2 :计算加速检测的理论最低使用寿命T ;包括以下步骤步骤S2-1 :在检测温度Ta = 70°C进行加速检测情况下，计算加速因子AF AF =其中，e是基本电荷的带电量，e = I. 6021892X 1(Γ19库仑；Tc = 30 °C, Ta =70°C，将。C转换单位为K，则Tc = 30+273. 15，Ta = 70+273. 15 ；K为波尔兹曼常数，K =
I.38E-23J/K ;根据本领域对驱动电源的相关材质的描述，本例中的激活能选定为Ea =
O.5，单位是电子伏eV;步骤S2-2 :计算加速检测的理论最低使用寿命T Ts = 2N*T*AF/X2(l_c，2r+2)其中，Ts= I. 4 万小时，N= 10，AF 为加速因子，c = 0.8,r = O ;X2(l_c，2r+2)是卡方分布函数，在c，r确定的情况下，可以通过查卡方分布函数表得到；步骤S3 :在检测条件下进行加速检测；包括以下步骤步骤S3-1 :选择10个可正常工作的带有外壳的驱动电源作为试验样品；步骤S3-2 :将试验箱内的环境温度稳定在检测温度Ta = 70°C ；步骤S3-3 :将试验样品设置在试验箱内，设定检测时间=理论最低使用寿命T，进行加速检测；为了便于对检测时间的控制，经过步骤S2计算，检测时间取整数值近似为240小时；即将本例中驱动电源加速检测的检测时间设定为240小时；步骤S3-4 :达到检测时间，结束加速检测。作为本实施例的一种结果加速检测后10个驱动电源在额定电压下的电参数与加速检测前在额定电压下的电参数一致，10个驱动电源均未发生故障；即判定驱动电源的实际使用寿命达到了设计使用寿命Ts为I. 4万小时的要求；作为本实施例的另一种结果加速检测后10个驱动电源中有两个在额定电压下的电参数与加速检测前在额定电压下的电参数不一致，两个驱动电源发生故障；即判定驱动电源的使用寿命未达到设计要求，并根据驱动电源的异常参数，对驱动电源进行改进。根据本实施例，进一步说明了，本发明公开了一种驱动电源使用寿命的检测方法；根据阿伦尼斯加速因子，并有效结合置信度概念，以驱动电源的实际使用寿命满足设计使用寿命为前提，计算检测时间，使检测方法更为简便，使检测时间具有可控性，并使检测与恰当的理论基础相结合，使检测的效率更高。
权利要求
1.一种驱动电源使用寿命的加速检测方法，其特征在于 包括以下步骤 步骤Si:确定检测条件，包括以下步骤 步骤Sl-I :根据驱动电源确定进行加速检测的检测温度Ta ； 步骤S1-2 :设定加速检测所采用的驱动电源的数量N，N为自然数； 步骤S1-3 :设定加速检测的失效数r = O和置信度c ； 步骤S2 :计算加速检测的理论最低使用寿命T ;包括以下步骤 步骤S2-1 :在检测温度Ta进行加速检测情况下，计算加速因子AF 丄」I =eU ) [Tc Ta) 其中，e是基本电荷的带电量，e = I. 6021892 X 10_19库仑；Ea为激活能，与驱动电源的材料有关；k为波尔兹曼常数，k = I. 38E-23J/K ；Tc为常态工作的环境温度，Ta为高温加速检测的环境温度，Tc与Ta的单位为开尔文； 步骤S2-2 :计算驱动电源的理论最低使用寿命T Ts = 2N*T*AF/X2(l-c，2r+2) 其中，Ts为驱动电源的设计使用寿命，N为加速检测所采用的驱动电源的数量，AF为加速因子，c为置信度，r为失效数；X2 (1-c, 2r+2)是卡方分布函数，在c，r确定的情况下，可以通过查卡方分布函数表得到； 步骤S3 :在检测条件下进行加速检测；包括以下步骤 步骤S3-1 :选择N个可正常工作的带有外壳的驱动电源作为试验样品； 步骤S3-2 :将试验箱内的环境温度稳定在检测温度Ta ； 步骤S3-3 :将试验样品设置在试验箱内，设定检测时间=理论最低使用寿命T，进行加速检测； 步骤S3-4 :达到检测时间，结束加速检测。
2.根据权利要求I所述的驱动电源使用寿命的加速检测方法，其特征在于 还包括步骤S4 :根据加速检测的结果，判断驱动电源的使用寿命是否达到设计要求； 包括以下步骤 步骤S4-1 :加速检测后，判断N个驱动电源是否发生故障； 步骤S4-2 :根据N个驱动电源是否发生故障，判断驱动电源的使用寿命是否达到设计要求。
3.根据权利要求2所述的驱动电源使用寿命的加速检测方法，其特征在于 所述步骤S4-2 :包括以下步骤 步骤S4-21 :N个驱动电源均未发生故障，则驱动电源的使用寿命达到了设计要求；步骤S4-22 :N个驱动电源中有发生故障的驱动电源，则驱动电源的使用寿命未达到设计要求。
4.根据权利要求2所述的驱动电源使用寿命的加速检测方法，其特征在于 还包括步骤Sl-O :记录驱动电源在额定电压下的电参数； 步骤S4-1还包括以下步骤 步骤S4-11 :记录加速检测后的驱动电源在额定电压下的电参数；步骤S4-12 比较加速检测后的驱动电源在额定电压下的电参数与在额定电压下的电参数 加速检测后的N个驱动电源在额定电压下的电参数与加速检测前在额定电压下的电参数一致，N个驱动电源均未发生故障； 加速检测后的N个驱动电源在额定电压下的电参数与加速检测前在额定电压下的电参数不一致，N个驱动电源中有发生故障的驱动电源。
5.根据权利要求I所述的驱动电源使用寿命的加速检测方法，其特征在于 所述步骤Si-I包括以下步骤 步骤Sl-Il :在驱动电源的关键元件上布温度探头； 步骤S1-12 :将驱动电源放入试验箱中，使驱动电源在额定电压下工作，缓慢升试验箱的环境温度，通过温度探头监测驱动电源各关键元件的实际工作温度； 步骤S1-13 :在试验箱升温过程中，在各关键元件的实际工作温度都没有超出其自身的额定工作温度范围的条件下，记录试验箱的环境温度所达到的最大值，将所述最大值的环境温度作为加速检测时的检测温度Ta。
6.根据权利要求I所述的驱动电源使用寿命的加速检测方法，其特征在于 在步骤S1-2中，设定10≤N≤20。
7.根据权利要求I所述的驱动电源使用寿命的加速检测方法，其特征在于在步骤S1-3 中，设定 c = O. 8。
8.根据权利要求5所述的驱动电源使用寿命的加速检测方法，其特征在于所述关键元件包括主回路上的电容、MOS管、二极管。
全文摘要
本发明涉及一种驱动电源使用寿命的加速检测方法，以假设驱动电源的实际使用寿命满足设计使用寿命的要求为前提，设定高温工作的环境，通过置信度关联公式及阿伦尼斯加速模型计算出该检测条件下驱动电源的理论最低使用寿命，然后将理论最低使用寿命作为检测时间进行加速检测。根据加速检测的结果(驱动电源是否发生故障)，判断驱动电源的使用寿命是否达到设计要求。本发明在保持驱动电源失效机理不变的条件下，通过提高其工作温度应力的方法来加速失效，发现其潜在的缺陷；使检测方法简便，使检测时间具有可控性，并使检测与恰当的理论基础相结合，使检测的效率更高。
文档编号G01R31/40GK102721934SQ201110077160
公开日2012年10月10日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者周明杰, 蔺振华 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司