Comparison Analysis of Efficiency Between Double-Synchronous Step-Down-Stress and Step-Up-Stress Accelerated Life Tests

Double-crossed-step-stress(DCSS) accelerated life test(ALT) method is widely used for estimating the lifetime of products with high reliability and long lifetime. In order to further reduce the test time and test cost, a double-synchronous-step-stress(DSSS) ALT method which combines a double-synchronous-step-downstress(DSSDS) ALT method and a double-synchronous-step-up-stress(DSSUS) ALT method is proposed. The accelerated stresses decrease and increase in a synchronous way with one step in the DSSDS-ALT and DSSUSALT methods, respectively. Monte Carlo method is adopted to simulate the two methods, and the validity and efficiency of them are demonstrated by the simulation results. In addition, a comparison analysis of efficiency between DSSDS-ALT method and DSSUS-ALT method is carried out. The result shows that the DSSDS-ALT method compared with the DSSUS-ALT method can significantly improve the test efficiency under the same test condition.

分布式储能中大降压比Buck变换器的优化设计

研究一种具有大降压比、低开关电压应力的新型Buck变换器,主要用于适配分布式储能系统中可再生能源输出与电池组之间的大压差。该变换器由低侧开关型降压单元与开关电感型降压单元级联而成。在介绍其工作模式和稳态特性的基础上,着重分析了变换器中各器件的功率损耗和电气应力,根据分析结果进行器件的优化选择和电路的优化设计。利用SIMPLIS软件进行仿真分析的同时,测试了一台峰值效率为94.6%、功率为750 W的实验样机。测试结果表明,该变换器具有极强的降压能力和较低的元件电气应力,同时能维持较高的变换效率。

步降加速寿命试验优化设计Monte-Carlo仿真

针对加速寿命试验存在试验时间长、费用高、效率低的问题,提出了一种基于Monte-Carlo仿真的步降加速寿命试验优化设计方法。采用Monte-Carlo对步降加速寿命试验进行仿真模拟,以正常使用应力下的p阶分位寿命渐近方差估计和各应力水平下的特征寿命之和最小为目标,以各试验应力水平及对应应力下的试验截尾数作为设计变量,采用MLE理论进行统计分析,建立了基于仿真的步降加速寿命试验优化设计模型。最后通过实例分析,表明该方法具有可行性、有效性,为电子装备寿命预测的加速试验方案优化设计提供技术支撑。

小样本条件下步降加速退化试验优化设计

针对小样本条件下加速退化试验存在试验时间长、费用高、效率低、方案难确定的问题,提出了一种小样本条件下步降加速退化试验优化设计方法。采用Monte-Carlo对加速试验进行仿真模拟,在样本量大小一定的条件下,以应力水平数、监测频率、监测次数作为设计变量,以总的试验费用作为约束条件,以正常使用应力下p的阶分位寿命渐进方差估计作为目标函数,建立了小样本条件下步降加速退化试验优化设计模型。通过仿真实例,验证了该方法的有效性、可行性。

基于分段非线性Arrhenius的贮存寿命评估方法

针对对数线性阿伦尼斯模型适用于温度在较小范围内变化的情况,给出了一种阿伦尼斯模型的修正方法.结合步退应力加速寿命试验失效率高、样本量少、试验设备简单的优点,给出了一种在工程实践中利用分段非线性阿伦尼斯模型对步退应力加速贮存试验进行评估的方法.首先,基于分段非线性阿伦尼斯模型建立步退应力下失效数据折算的数学模型.其次,建立了基于全样本的极大似然函数.最后利用遗传算法解非线性方程组,得到分段非线性阿伦尼斯模型的参数估计.以雷达高度表的步退应力加速贮存试验进行实例分析,将基于分段非线性阿伦尼斯模型、基于对数线性阿伦尼斯模型的加速贮存寿命评估方法得到的计算结果与产品外场得到的平均寿命、失效率以及可靠度函数进行对比分析,基于分段非线性阿伦尼斯模型的加速贮存寿命评估方法得到的结果误差在5%范围内.验证了论文中基于分段非线性阿伦尼斯模型的步退应力加速贮存试验评估方法的有效性以及准确性.

双应力交叉步降加速寿命试验优化设计Monte-Carlo仿真

为进一步缩短试验时间,实现产品可靠性的快速评定,在综合应力加速寿命试验优化方案设计的基础上,提出了一种基于Monte-Carlo仿真的双应力交叉步降加速寿命试验优化设计方法。采用Monte-Carlo对步降加速寿命试验进行仿真模拟,以正常使用应力下的p阶分位寿命渐近方差估计为目标函数,以各试验应力水平及对应应力下的试验截尾数作为设计变量,采用MLE理论进行统计分析,建立了基于仿真的双应力交叉步降加速寿命试验优化设计模型。最后通过三次样条插值拟合理论对目标函数进行拟合,降低了仿真规模,提高了试验效率,为电子装备寿命预测的加速试验方案优化设计提供技术支撑。

对数正态分布步加试验和步降试验的效率比较分析

在对数正态分布场合下,针对定时截尾步进应力加速寿命试验和步降应力加速寿命试验,根据准则1对总的产品失效数的比较和准则2对产品条件平均寿命的比较,分别对两种试验方式的效率进行比较分析。而针对定数截尾步进应力加速寿命试验和步降应力加速寿命试验,根据准则3对总试验时间的比较和准则4对样本均值的比较,分别对两种试验方式的效率进行比较分析。并以简单步进应力加速寿命试验和步降应力加速寿命试验为例,通过大量的Monte-Carlo模拟,在四个不同的准则下分别比较两种试验方式的效率,可以得到步降应力加速寿命试验有利于提高试验效率,即步降应力加速寿命试验优于步进应力加速寿命试验。因此,认为步降应力加速寿命试验很值得推广。

步降应力加速寿命试验(续篇)——优化设计篇

如何设计试验方案使试验评估结果最准确、试验代价最小,是步降应力加速寿命试验应用中面临的一个重要问题。针对传统解析优化方法在某些场合最优解的封闭形式难以得到甚至不存在的情况,提出了一种新的基于Monte Carlo仿真的步降应力加速寿命试验优化设计方法,并且针对Monte Carlo方法高精度计算中的计算量问题,利用优化目标函数的连续性,将非参数化曲面拟合方法引入优化过程,使计算量大大下降,满足了工程应用的要求。最后提供的算例说明了该方法的应用过程及有效性。

简单步降应力加速寿命试验的最优设计

以正常应力下寿命分布函数中参数的极大似然估计的渐近方差为准则,考虑II型截尾的情形,对指数分布场合下简单步降应力加速寿命试验的最优设计问题进行了研究。通过一个实例表明,在总截尾数相同的情况下,简单步降应力加速寿命试验第一步的截尾数,要比简单步进应力加速寿命试验第一步的的截尾数少,并能保证相同的试验精度。

步降应力加速寿命试验的可靠性仿真

研究武器装备寿命实验准确评估可靠性问题,为进一步完善步降试验的统计分析方法,建立依赖于加速模型的数据折算公式,再对步降试验下的三步分析法做出改进,改进后的方法在处理数据时更具灵活性,且计算复杂度有所降低。进而,为比较步进试验与步降试验下三步分析法的精确性与稳定性,首次利用Monte-Carlo仿真法对两试验下的三步分析法进行仿真。仿真结果显示,相比步进试验,步降试验能显著提高三步分析法的精度和稳定性,说明了步降应力试验具有优越性为可靠性评估提供了依据。

小样本条件下双应力步降加速退化试验优化设计

针对小样本条件下高可靠性长寿命产品的性能往往受到多个应力的影响,且在加速退化试验中该类产品在有限试验时间内难以获得大量性能退化信息的问题,提出一种小样本条件下双应力步降加速退化试验优化设计方法。采用Monte-Carlo对加速试验进行仿真模拟,在样本量大小一定的条件下,以监测频率、应力水平数、监测次数作为设计变量,以总的试验费用作为约束条件,以正常使用应力下的p阶分位寿命渐进方差估计作为目标函数,建立小样本条件下双应力步降加速退化试验优化设计模型。通过仿真实例,验证该方法的有效性、可行性。

金属化膜脉冲电容器的可靠性评估

为更加高效地评价自愈式高储能密度金属化膜脉冲电容器的可靠性水平,提出了一种基于步降加速退化试验的金属化膜脉冲电容器可靠性评估算法。对步降加速退化试验进行了阐述,深入探讨了可靠性评估中的关键步骤——试验数据折算过程。在此基础上,提出了基于伪失效寿命的步降加速退化可靠性评估算法和基于随机退化轨迹的步降加速退化可靠性评估算法,最后利用具体实例对该方法的有效性进行了验证。结果表明,与现有方法相比,该方法在保证评估精度的基础上,试验时间可以缩短45%。

加速寿命试验研究综述

在国防武器设备和民用工业等领域,高可靠、长寿命产品被大量研发和生产,因而可以提前暴露该类产品薄弱环节的加速寿命试验技术得到了广泛研究和应用。介绍了加速寿命试验技术常用的试验类型和寿命分布,阐述了基于不同寿命分布的加速寿命试验数据统计方法,对新兴的步降应力加速寿命试验技术和加速寿命试验优化设计方法的研究状况进行了总结和分析,对未来加速寿命试验技术在军用后勤装备领域的研究进行了展望。

基于步退应力加速寿命试验的静环组件贮存寿命评估

针对某型静环组件加速贮存试验时间过长的问题,设计了步退应力加速寿命试验方法。陈述了该方法的基本原理和步骤,结合Arrhenius模型,采用极大似然估计法进行产品贮存寿命和可靠性的评估。最后根据加速贮存试验结果,在较短时间内评估得到静环组件的贮存寿命。

基于步降应力加速贮存试验的电缆网贮存寿命评估

目的针对某型电缆网开展加速贮存试验设计,并通过试验预测产品贮存寿命。方法基于步降应力加速贮存试验方法,结合Arrhenius模型,利用对数正态分布的极大似然估计法,对试验结果进行评估。结果根据加速贮存试验结果,在较短时间内评估得到电缆网的贮存寿命,评估得到电缆网在25℃下的平均寿命点估计值在20年以上,并获得其加速模型和加速因子。结论为电缆网贮存寿命的定量评估提供了一种参考方法,为武器装备延寿整修提供依据。

多路输出高降压恒流LED驱动电源

针对发光二极管(LED)照明灯具在市电照明应用中面临着高降压和多路驱动等问题,本文基于Buck三端口网络,提出了一种具有多路驱动能力的高降压恒流LED驱动电源。本文首先分析了两路高降压恒流LED驱动电源的工作原理及性能特点,然后通过拓扑推演,得到了n路高降压恒流LED驱动电源。通过理论分析可知,该变换器具有以下特点:①n路负载平衡时,各路输出电压与输入电压之比(降压比)为D/n,是Buck变换器的1/n;②n路输出电流自动相等,只需对一路进行恒流控制就可实现n路恒流输出;③开关器件电压应力低,可以选择额定电压低的器件,有利于提高变化效率。在理论分析的基础上,搭建了3路输出、总输出功率为30W的实验样机,实验结果表明了理论分析的正确性。

竞争失效产品综合应力步降加速寿命试验优化设计Monte-Carlo仿真

为进一步缩短试验时间,实现对高可靠性、长寿命竞争失效产品可靠性的快速评定,在综合应力加速寿命试验优化方案设计的基础上,提出了一种基于仿真的竞争失效产品综合应力步降加速寿命试验优化设计方法。采用MonteCarlo对竞争失效产品综合应力步降加速寿命试验进行仿真模拟,以正常使用应力下的p阶分位寿命渐进方差估计最小为目标,在给定各应力组合下试验截尾数大小的条件下,以试验应力水平大小作为设计变量,采用MLE理论进行统计分析,建立了基于仿真的竞争失效产品综合应力步降加速寿命试验优化设计模型。最后通过实例分析,表明该方法的有效性、可行性,为电子装备寿命预测的加速试验方案优化设计提供技术支撑。

腐蚀管道寿命可靠性的步降应力加速试验研究

为保障油气管道安全运营,需研究腐蚀管道寿命的可靠性。首先基于管道失效机理,采用步降应力加速寿命试验(SDSALT)方法,获得不同温度下腐蚀率样本;其次利用加速因子和逆幂律加速方程建立数据折算模型,将腐蚀率样本转换为应力作用失效时间并截尾抽样后作为输入,求得含未知参数的准样本;然后通过准样本估计Weibull分布的3个参数,进而得到以温度和时间为自变量的管道可靠性函数;最后以H_2S/CO_2环境中运营的N80管道为例,验证所建腐蚀管道寿命预测方法的可靠性。结果表明,该方法大幅缩短试验时间,对管道寿命预测准确,并分析出管道可靠性的降低速度随温度和时间的增加先增大后减小,可应用于管道的适用性评价。

加速贮存寿命试验及可靠性评估

目的针对工程实际中设备在贮存期间遭受的环境应力种类繁多,而常用的贮存加速寿命试验往往只考虑单应力,不能反映产品真实环境应力问题,提出综合应力下的步退应力加速贮存寿命试验方法。方法设备级电子产品由于其组成结构复杂,失效模式难以确定,引入反映综合应力的可靠性增长理论,对试验数据采用Duane模型进行增长趋势检验,得到加速因子和加速模型,进一步得出正常应力下的设备寿命。结果综合环境下步退应力加速贮存寿命试验方法可综合考虑各环境应力对设备寿命的影响,采用可靠性增长理论评估可有效评估失效模式复杂的设备寿命特征。结论该方法可以综合考虑各环境应力对设备的影响,更能反应设备的振动环境条件,采用可靠性增长理论对加速试验进行评估可避免因失效模式不明确而无法评估的弊端。

威布尔分布场合步加试验和步降试验的效率比较分析

本文通过大量的Monte-Carlo模拟,在四个不同的准则下就威布尔分布比较了步进应力加速寿命试验和步降应力加速寿命试验的效率,认为步降应力加速寿命试验很值得推广,尤其是针对耗损型产品。