Ich arbeite an einem Produkt, einem Einplatinencomputer mit einer erwarteten Lebensdauer von 10 bis 15 Jahren, und ich versuche, die richtigen Komponenten zu identifizieren, auf die ich mich dafür konzentrieren kann. Bisher scheinen Elektrolytkondensatoren das schwächste und offensichtlichste Glied zu sein, aber ich kann schwer abschätzen, wie gut beispielsweise Schaltwandler (ICs) bei erhöhten Temperaturen überleben werden. Bei der maximalen Umgebungstemperatur sehe ich einige der ICs, die sich ihrer maximalen Betriebstemperatur nähern. Kann ich davon ausgehen, dass die ICs zwar innerhalb der Spezifikationen liegen, aber im Durchschnitt über Jahre hinweg gut funktionieren werden?
Sollte ich mich daher nur auf die Spezifikation der Elektrolytkondensatoren für diese Lebensdauer und die maximal zu erwartenden Temperaturen konzentrieren und davon ausgehen, dass die ICs und Widerstände von geringer Bedeutung sind?
Das Produkt wurde im Hinblick auf eine geringe Eigenerwärmung, stromsparende DDR3- Speicher, synchrone Abwärtswandler und den Wegfall aller Linearregler entwickelt. Die Platine selbst ist jedoch in einem 100 % wasserdichten Metallgehäuse (HMI) eingeschlossen, das aus Reinigungsgründen keine Lüftungsschlitze oder komplexe Ableitflächen enthalten darf. So wird es im Extremfall bei Umgebungstemperaturen von 40 Grad Celsius im Inneren des Gehäuses heiß und Teile müssen erhöhten Temperaturen standhalten.
Es gibt standardisierte Methoden zur Berechnung der Zuverlässigkeit wie Bellcore Telcordia. Die Genauigkeit kann in Frage gestellt werden, aber sie bieten eine Vergleichsbasis.
Ich kann mir nicht vorstellen, dass in einem SBC Elektrolytkondensatoren benötigt werden, da die Stromversorgung wahrscheinlich am besten separat wäre und Tantalteile mit dem Fortschritt bei MLCC-Kappen kaum benötigt werden.
Komplexe Dinge wie Speicherchips, die sehr heiß werden, und eine große Anzahl von MLCC-Bypass-Kappen sollten wahrscheinlich in Ihre Lebensdauerberechnungen einfließen. Relais haben eine definierte Lebensdauer, Optoelektronik altert im Allgemeinen, aber auch VLSI-Chips haben aufgrund einiger Mechanismen wie Metallmigration eine temperaturabhängige Lebensdauer. MLCCs können kurzgeschlossen ausfallen.
Und wenn Sie kein verpacktes kugelsicheres Produkt verkaufen, kann die Lebensdauer durch Benutzeraktivitäten verkürzt werden. Ich habe einmal einen "Garantiereparatur" -Temperaturregler erhalten, der aufgrund eines Gabelstaplerzinkens, der mindestens 6 Zoll tief in die Frontplatte eindrang, ausgefallen war .
Anindo Ghosh
Peter Mortensen
Steinar