S P E C T R U M - Р А З Д Е Л
Mill
МАЙ
ности, а получение удовольствия от потребления на халяву.
Апеллирование к здравому смыслу и фактам не достигает
цели. Опасность заключается в том, что эти люди начинает
вполне “искренне" верить в свою правоту. На любые возраже-
ния следует ссылка на единомыслие (тоталитарность, - не
путать с единодушием, - это разные вещи) круговой поруки:
“Все так считают". Так рождаются “прописные истины”.
В высокотехнологичных, информационных технологиях-от-
раслях выигрывает не тот, кто лучше играет, а тот, кто устанав-
ливает правила игры. Разъяснять, кто устанавливает правила
игры в сетях нет надобности за очевидностью. Поэтому сети
представляют собой мощнейший сдерживающий фактор для
развития отечественных информационных технологий.
КОНЦЕПТУАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ. НЕМНОГО ТЕОРИИ
Выше уже приводилось любопытное высказывание отно-
сительно того, что требуется найти при проектировании ИВЭП:
рациональный компромисс между потерями и надежностью,
т.е. оптимизация потерь (КПД) при проектировании не явля-
ется самоцелью. Практически любой серийно выпускающий-
ся ИВЭП можно “усовершенствовать”, повысив КПД на 5.
.. 10%,
и он даже сохранит при этом работоспособность. Вопрос лишь
в том, на какое время.
Отказ (полная или частичная утрата работоспособности)
[6] - это событие случайное, так как обусловлено различны-
ми трудноучитываемыми факторами, такими как влажность,
температура окружающей среды, удары, вибрация, несовер-
шенство технологических процессов, разброс параметров
примененных элементов, старение, износ, неадекватность
пользователя. Применительно к ИВЭП приведенный список
необходимо пополнить параметрами первичной электросе-
ти [9]: “В нормативных документах на первичные сети элект-
роснабжения отсутствуют данные по кратковременным из-
менениям напряжения первичной сети и импульсным поме-
хам, обусловленным нестационарными режимами в энерго-
системе, переходными процессами в электропотребителях,
коммутацией мощности и др.”. Линейные БП (ИВЭП) нечув-
ствительны к такого рода воздействиям по причине боль-
шой теплоемкости меди трансформатора и параметров (ем-
костей) входного фильтра, имеющего постоянные времени
много больше длительности периода питающей первичной
сети. В ключевых (импульсных) ИВЭП время выхода из строя
силового ключа имеет величину порядка миллисекунд и оп-
ределяется временем развития вторичного (теплового) про-
боя (подробнее см. [18])
р-п
перехода, т.е. много меньше пе-
риода питающей сети.
Разработчика ИВЭП интересует вероятность безотказной
работы
Pg(t ^),
т.е. наступление нуля отказов за время /
(Более подробно см. [6], [7]).
Ч а д
P o(t3ad) = e~,,^ = e ~ T<>
(1)
где
X
- интенсивность отказов [сек1], график см. [4].
TQ
-
средняя наработка на отказ [сек]. Формула верна для перио-
да нормальной эксплуатации:
X (t) ~ const
, - т.е. в случае
постоянной интенсивности отказов. Также подразумевается
независимость отказов.
Величина
P0(t3ad)
- это и есть надежность. Целью проекти-
рования является не процесс проектирования и не получение
максимального КПД и минимальных массогабаритных показа-
телей, а создание работоспособного устройства. Поэтому при
реальном (а не виртуальном) проектировании на первое место
в ТЗ (техническом задании) ставятся эксплуатационные, а не
технические параметры [8]. Наиважнейший параметр - это на-
дежность, который значится в ТЗ под пунктом один. Масса и
габариты ИВЭП значатся под пунктом три, - т.е. третьестепен-
ны. КПД относится к техническим параметрам и значится под
пунктом тринадцать, - между требованиями к суммарной не-
стабильности выходных напряжений (пункт двенадцать) и ко-
эффициентом мощности
(cos
(р, - пункт четырнадцать).
РЛ
Возникает весьма любопытный вопрос: насколько вели-
ко должно быть количество выпущенных изделий (ИВЭП)
N,
чтобы быть уверенным в достоверности оценки надежнос-
ти? С подробным анализом можно ознакомиться [8] (глава
1...6 “Метод натурных испытаний"). Уместно привести лишь
результат. Для того чтобы ошибка в оценке параметра на-
дежности не превысила 15% (достаточно грубая оценка) с
вероятностью 0,95 (т.е. в одном случае из двадцати партий
она окажется ложной) необходимо наблюдать партию ИВЭП
объемом
N
не менее ста образцов. Причем это минималь-
ная, заниженная оценка, так как в [8] подразумеваются ла-
бораторные испытания.
Любой производитель, выходя на незнакомый ему рынок,
вынужден многократно повышать эксплуатационные запасы
по всем параметрам, так как неизвестны критичные узлы и
технические решения, - не вполне понятны и режимы эксп-
луатации. В качестве примера можно привести БП9022
(ИВЭП). Телевизионщики, не имеющие опыта работы на ком-
пьютерном рынке, спроектировали “бронепоезд”, - т.е. вы-
пустили конструкцию, которая заведомо окажется работос-
пособной при любых мыслимых условиях эксплуатации [2].
Коэффициент запаса составляет три-пять раз, т.е. пример-
но столько же, сколько в эскалаторах метрополитена. Не-
удивительно потому, что даже пионеры (пользователи Sp-
машин) оказываются в затруднении, при всей своей изобре-
тательности, пытаясь вывести из строя этот БП. Однако цена
такой “дубовости” - очень низкие массогабаритные показа-
тели и низкий КПД. В случае если бы пользователю БП9022
удалось “зацепиться” за рынок, получить статистики отказов
(know-how), и перезапустить производство, внеся соответ-
ствующие коррективы в конструкцию, то результат мог бы
быть весьма любопытным.
Выработка требований, предъявленных к БП (ИВЭП) и
формулировании ТЗ является системотехнической (концеп-
туальной) задачей. В частности, требования к нестабильнос-
ти выходных напряжений, переходным процессам в ИВЭП (на
выходе) при сбросе/подключении нагрузок в компьютере и
пульсациям выходного напряжения можно ослабить соответ-
ствующим увеличением помехоустойчивости потребителей, и,
в первую очередь, системной платы. Так как многослойная
технология печатных плат, применяющая в платформе IBM
PC, недоступна по причине малых объемов в Sp-платформе,
и обеспечить необходимую помехоустойчивость за счет по-
тенциальных слоев питания “+5 В" и земли невозможно, то в
KAY-1024, например, сделан “эквипотенциальный периметр"
(шины питания по периметру платы), которые позволяют сни-
зить разброс напряжений питания ИМС по всей площади пла-
ты и повысить помехоустойчивость. А это в свою очередь, смяг-
чает требования к ИВЭП.
Приходится также учитывать и неадекватность пользова-
телей. Например, оказалось проще снизить критичность сис-
темной платы к величине напряжения питания, нежели чем
объяснить пользователям, что провода питания от ИВЭП, иду-
щие на системную плату должны быть соответствующей тол-
щины (сечение по меди не менее 0,5 мм2). Точно такой же
“военной тайной" для большинства пользователей остается и
то, что контролировать напряжение питания необходимо не
на самом ИВЭП, а на потребителях, и, в первую очередь, на
системной плате.
Суммируя все сказанное, необходимо еще раз отметить,
что, не имея реального производства, проектировать ключе-
вые (импульсные) ИВЭП бессмысленно, так как нет никаких
гарантий их надежной работы. Эта принципиальная особен-
ность, свойственная ключевым ИВЭП. Еще раз необходимо
оговориться, что ни какие аналитические расчеты, а тем бо-
лее компьютерное моделирование не способны заменить ре-
альное производство и опыт (know-how) эксплуатации уст-
ройств ИВЭП у пользователя.
предыдущая страница 25 Радиолюбитель 2002-05 читать онлайн следующая страница 27 Радиолюбитель 2002-05 читать онлайн Домой Выключить/включить текст