3.4. Резервирование эс Понятие о резервировании эс

Рис. 25. Схема последовательного соединения элементов ЭС

Для данного случая (рис. 25) имеем: , где , откуда следует, ÷то рост сложности ЭС (это связано с увеличением числа элементов m) непос­редственно отражается на его надежности.

Например, при имеем:

для n=1 Р(t)=0,9; n=2 Р(t)=0,81; n=10 Р(t)=0,35.

Или обратная задача: m=1000000, Р_{A зад.}(t)=0,99.

Тогда для получения Р_Aзад(t) необходимо р_i(t)=0,99999999.

Таким образом, необходимое условие получения высоких значений Р_A(t) - наличие высоких значений р_i(t) элементов. А это трудно бывает выполнить. В тех случаях, когда требуется высокая надежность ЭС, а элементы имеют недостаточно высокие значения р_i(t), наиболее эффективным способом является метод резервирования.

Резервирование - введение в изделие допол­нительного числа элементов и связей между ними по сравнению с минимально необходимым для его нормального функционирования с целью повышения надежности.

Сущность резервирования показана íа рис. 26.

Рис. 26.Схема параллельного соединения элементов ЭС: ОЭ - основной элемент принципиальной схемы изделия (конденсатор, резистор, транзистор, микросхема и т.д.); РЭ - резервный элемент (аналогичный основному элементу).

ОЭ и РЭ составляют в совокупности резервную группу.

Изделие нормально функционирует до момента отказа ОЭ. После отказа ОЭ с помощью переключающего устройства включается в схему РЭ. Отказом изделия является событие, когда откажет РЭ.

Рис. 26 представляет параллельную схему надежности ЭС.

Для последовательной схемы надежности ЭС(см. рис.25):

при ,

.

Для параллельной схемы надежности ЭС (см. рèс.26):

при

: ,

если резервных элементов m-1, то

или

при .

Для замены ОЭ при его отказе требуется переключающее устройство.

Переключающее устройство - совокупность деталей, элементов и т.п., введенная в схему изделия для индикации отказа ОЭ, отключения отказавшего элемента и подключения РЭ. Показатели безотказности переключающего устройства должны быть выше показателей безотказности резервной группы.

Недостатки резервирования - увеличение габаритов, веса и стоимости ЭС.

На практике резервируют ЭС, отказы которых недо­пустимы по условиям работы (изделия специального назна­чения).

Виды резервных схем

Различают общее, поэлементное и смешанное резер­вирование.

При общем резервировании резервируется все изделие в целом, т.е. в случае отказа оно заменяется аналогичным. При поэлементном - резервируются отдельные электро­радио­элементы. При смешанном - некоторые подсистемы изделия имеют общее резервирование, а некоторые электрорадио­элементы - поэлементное резервирование.

Резервирование в зависимости от режимов работы электрорадиоэлементов подразделяется:

1) на нагруженное, когда РЭ полностью подключен к ис­точ­никам питания и только не включен в цепь прохождения сигнала;

2) облегченное, когда на РЭ электрическое питание пода­ется частично;

3) ненагруженное, когда электрическое питание не подается на РЭ.

Резервные схемы ЭС могут быть с целой или дробной кратностью. Кратность резервирования k вычисляется по формуле

,

где х - общее число элементов резервной группы;

(x-y) - общее число РЭ;

y - число ОЭ.

Например, если число резервных элементов равно m-1, то

и k имеет целую кратность.