Методика диагностирования печатных узлов в статическом, частотном и динамических режимах

Воловикова Е.В.

МЕТОДИКА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПЕЧАТНЫХ УЗЛОВ В СТАТИЧЕСКОМ, ЧАСТОТНОМ И ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМАХ

В настоящее время, несмотря на то, что большинство выпускаемых устройств относятся к цифровым, задача диагностирования аналоговых устройств остается актуальной в связи с тем, что такие широко распространённые устройства, как блоки питания, стабилизаторы, генераторы и т.п. могут быть аналого-цифровыми, но основная функциональная часть их схем реализуется в аналоговой области.

Наибольшее распространение при диагностировании аналоговых устройств получил метод справочников. Одно из достоинств данного метода состоит в возможности использования программ математического моделирования для составления справочника неисправностей. Однако при проведении математического моделирования не учитывалась взаимосвязь электрических и тепловых процессов, протекающих в реальном печатном узле (ПУ), что служит причиной снижения точности моделирования и, как следствие, уменьшения адекватности метода.

Для устранения этого недостатка автором был усовершенствован метод справочников путем учета индивидуальных температур электрорадиоэлементов ПУ при составлении справочника.

Для применения предложенных методов и программного обеспечения на практике была разработана методика диагностирования печатных узлов в статическом, частотном и динамическом режимах. Блок-схема методики представлена на рис.

На первом этапе (блок 2) проводят составление списка неисправностей. При составлении этого списка необходимо учесть, что методом справочников можно выявить только неисправности из этого списка. Затем (блок 3) выбираются входные воздействия и контрольные точки таким образом, чтобы они однозначно идентифицировали максимальное число неисправностей.

Далее на основе этих данных, а также принципиальной электрической схемы и чертежа конструкции составляется комплексная электротепловая диагностическая модель (блок 4). Модель описывает множество состояний ПУ, как исправных, так и неисправных.

На следующем этапе (блок 5) проводится комплексное электротепловое моделирование для статического режима работы схемы. При этом выявляются дефекты активных и пассивных элементов. Для емкостей в этом режиме возможно только выявление дефектов типа «короткое замыкание», а для индуктивностей типа «разрыв». Достоинством является то, что расчет схемы в статическом режиме требует наименьшего времени и прост в реализации.

Конец

Рис. Блок-схема методики диагностирования

Если не все дефекты на этом этапе выявлены (блок 6), то проводится комплексное электротепловое моделирование для частотного режима работы схемы (блок 7). При таком режиме расчета выявляется часть дефектов реактивных элементов, но при этом также могут быть выявлены не все неисправности (блок 8).

Для выявления неисправностей, которые на могут быть локализованы путём проверки в статической и частотной областях, проводится электротепловое моделирование динамического режима работы схемы (блок 9) . Этот вид расчета является самым трудоемким и требует значительно больших временных и машинных ресурсов, чем статический и частотный расчеты.

^ Составление списка неисправностей

Выбор входных воздействий и КТ

1

^ Создание комплексной эдектротепловой диагностической модели

ПУ

Проведение расчета диагностической модели для статического режима электрической схемы

Полученный в результате моделирования справочник сохраняется в базе данных. Затем при проведении диагностирования проводится измерения напряжения в контрольных точках (блок 10) и расчет критерия локализации для каждой неисправности из списка (блок 11). На основе это критерия в качестве диагноза выбирается та неисправность, значение критерия у которой минимально.

Данная методика реализуется на двух стадиях жизненного цикла - стадии проектирования и стадии эксплуатации. Причем основная часть работ, наиболее затратная по времени, проводится на стадии проектирования.