Die Qualität eines Netzteils bzw. die Produktqualität lässt sich anhand der mittleren Betriebsdauer zwischen Ausfällen (MTBF) und seiner Lebenszyklusparameter beurteilen. In diesem Artikel analysieren wir die MTBF und die Lebenszyklusparameter, die in der ersten Phase der Produktimplementierung berücksichtigt werden.
MTBF und Lebenszyklus sind Indikatoren für die Zuverlässigkeit. Die MTBF kann mit zwei verschiedenen Methoden berechnet werden: Bauteilzählung und Belastungsanalyse. Zur Berechnung der MTBF werden üblicherweise die Normen MIL-HDBK-217F und TELCORDIA SR/TR-332 (Bellcore) herangezogen. MIL-HDBK-217F ist ein US-amerikanischer Militärstandard, TELCORDIA SR/TR-332 (Bellcore) eine kommerzielle Norm. Der Lebenszyklus basiert auf der Temperaturerhöhung von Elektrolytkondensatoren unterhalb der maximalen Betriebstemperatur unter Volllastbedingungen, um die ungefähre Lebensdauer des Netzteils abzuschätzen. Beide Parameter haben einen definierten Referenzwert.
Der einzige Unterschied besteht darin, dass sie aus Differentialgleichungen abgeleitet werden. Im Gegensatz zur Lebenszyklusberechnung, die lediglich Parameter des Temperaturanstiegs von Elektrolytkondensatoren in ihrer Gleichung verwendet, ist die MTBF komplexer. Wie bekannt, enthält die Gleichung für die Ausfallrate elektrischer Bauteile bei der MTBF-Berechnung zahlreiche Variablen (siehe Gleichung 1), darunter Qualitätsfaktoren, Umgebungsfaktoren, grundlegende Ausfallfaktoren usw. Werden diese Faktoren mit der Spannung oder der Anzahl der Bauteile kombiniert, ändert sich das Ergebnis auf unterschiedliche Weise. Oft wird jedoch übersehen, dass sich einige dieser Faktoren im Laufe der Zeit verbessern. Der nächste Abschnitt erläutert dies genauer.
Allgemeine Gleichung für die Ausfallrate elektrischer Bauteile
Um mit dem Mooreschen Gesetz Schritt zu halten, entwickeln sich Materialtechnologie und Verfahrenstechnik parallel weiter. Dies gilt auch für elektrische Bauteile. So weist ein Bauteil mit denselben Abmessungen und Spezifikationen heute wahrscheinlich eine höhere Qualität und Stabilität in der Produktion auf als früher. Aus diesem Grund wird die MTBF (mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen) regelmäßig aktualisiert, um die Datenbank zu optimieren. Selbst bei gleichem Design ermöglicht die einfache Verbesserung des Bauteils oder die Optimierung seiner Qualität Anpassungen des Qualitätsparameters πQ in der Gleichung, was zu einem höheren MTBF-Wert führt.
Die kontinuierliche Innovation und Optimierung ist seit jeher ein zentrales Anliegen von MEAN WELL und OLFER Electronics. Dadurch entwickeln sich die Produkte stetig weiter und erreichen durch verstärkte Forschung und die sorgfältige Auswahl von Bauteilen und Lieferanten ein höheres Qualitätsniveau. Der MTBF-Wert für MEAN WELL-Produkte war bisher relativ konservativ. Er entspricht nicht mehr den aktuellen Qualitätsstandards, was im Wettbewerb mit anderen Marken, insbesondere bei öffentlichen Ausschreibungen oder Projektwettbewerben, ein Nachteil ist. Glücklicherweise sichern die lange Lebensdauer und die Gewährleistung der Produktqualität MEAN WELL weiterhin einen Wettbewerbsvorteil. Um dieses anhaltende Problem anzugehen und unserer Mission der „Kontinuierlichen Innovation und Optimierung“ gerecht zu werden, hat MEAN WELL die MTBF-Parameter von TELCORDIA SR/TR-332 (Bellcore) erneut geprüft und Optimierungen implementiert, die Qualitätspolitik des Lieferanten überprüft und IQC/OQC/FQC-Prozesse unterstützt usw.
Alle Formen des Kundendienstes gewährleisten Prävention und heben so nicht nur die Qualität der MEAN WELL-Produkte auf ein neues Niveau, sondern verändern auch den Qualitätsfaktor (πQ) der MTBF-Gleichung gemäß den TELCORDIA SR/TR-332 (Bellcore)-Vorschriften (siehe unten). Die MTBF-Werte können von Stufe 0-I auf Stufe I-II optimiert werden.
Qualitätsstufe 0:
Diese Stufe wird handelsüblichen, überarbeiteten, wiederaufbereiteten oder recycelten Komponenten zugewiesen. Dies gilt auch für Komponenten, die ohne Gerätequalifizierung, Chargenkontrollen oder ein effektives Feedback- und Korrekturmaßnahmenprogramm des Hauptpersonals, des Geräteherstellers oder dessen Subunternehmern für Konstruktion oder Fertigung beschafft und verwendet werden. Es müssen jedoch Maßnahmen ergriffen worden sein, um die Kompatibilität der Komponenten mit der vorgesehenen Anwendung sicherzustellen.
Qualitätsfaktor πQ = 6
Qualitätsstufe 1.
Diese Stufe wird handelsüblichen Komponenten zugeordnet, die ohne vollständige Gerätequalifizierung oder Chargenprüfung durch den Gerätehersteller beschafft und verwendet werden. Es müssen jedoch (a) Maßnahmen ergriffen worden sein, um die Kompatibilität der Komponenten mit der Designanwendung und dem Fertigungsprozess sicherzustellen, und (b) ein effektives Feedback- und Korrekturmaßnahmenprogramm vorhanden sein, um Probleme in der Fertigung und im Feld schnell zu erkennen und zu beheben.
Qualitätsfaktor πQ = 3
Qualitätsstufe 2.
Diese Stufe wird Komponenten zugeordnet, die die Anforderungen (a) und (b) der Qualitätsstufe 1 sowie die folgenden erfüllen: (c) Die Beschaffungsspezifikationen müssen wichtige Merkmale (elektrische, mechanische, thermische und umweltbezogene) und akzeptable Qualitätsniveaus (z. B. AQL, DPM usw.) für die Chargenkontrolle explizit ausweisen; (d) Geräte und Gerätehersteller müssen qualifiziert und in den Listen zugelassener Teile/Hersteller aufgeführt sein (die Gerätequalifizierung muss geeignete Lebensdauer- und Dauertests umfassen); (e) Chargenkontrollen, entweder durch den Geräte- oder Anlagenhersteller, müssen mit geeigneten AQLs/DPMs implementiert werden, um eine gleichbleibende Qualität zu gewährleisten.
Qualitätsfaktor πQ = 1
Qualitätsstufe 3.
Diese Stufe wird Komponenten zugewiesen, die die Anforderungen (a), (b), (c), (d) und (e) der Qualitätsstufen I und II sowie die folgenden erfüllen: (f) Gerätefamilien müssen regelmäßig neu qualifiziert werden; (g) Die Chargenprüfung muss eine Zuverlässigkeitskontrolle mit 100%iger Fehlererkennung in der frühen Lebensdauer (Temperatur- und Burn-in-Zyklen) umfassen, die, falls die Ergebnisse dies rechtfertigen, auf ein Zuverlässigkeitsaudit (d. h. eine Basisstichprobe) oder einen akzeptablen Zuverlässigkeitsmonitor mit nachgewiesenen und akzeptierten kumulativen Frühausfallwerten von weniger als 200 ppm bis zu 10.000 Stunden reduziert werden kann; (h) Bei Verwendung eines Burn-in-Screenings muss der zulässige Fehleranteil (PDA) angegeben werden und darf 2 % nicht überschreiten; und (i) Sowohl Geräte- als auch Anlagenhersteller müssen ein Programm zur kontinuierlichen Verbesserung der Zuverlässigkeit implementieren.
Qualitätsfaktor πQ = 0,8
OLFER Electronics und MEAN WELL bieten Produkte mit erweiterten Garantien an (7 Jahre für die HLG-Serie, 6 Jahre für die HEP-Serie, 5 Jahre für die DPU/DRP-Serie usw.). Dies liegt daran, dass ihre Lebenszyklusparameter und Garantiebedingungen besser auf die Qualitätsanforderungen des durchschnittlichen Anwenders abgestimmt sind. Die mittlere Betriebsdauer zwischen Ausfällen (MTBF) ist ein Kompromiss, der im Produktdesign inhärent ist.
Autor: Simon Kuo / Technisches Servicezentrum.
Übersetzung: Marketingabteilung von OLFER Electronics
