電子設(shè)備老化實驗怎么做？

電子設(shè)計聯(lián)盟 · 發(fā)表于 2024-9-25 11:00:00

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電子設(shè)備老化實驗（Aging Test）是為了驗證電子設(shè)備在長時間使用下的可靠性和穩(wěn)定性，通過加速其工作環(huán)境或使用條件來模擬其長時間運行的狀態(tài)。這種實驗?zāi)軌虬l(fā)現(xiàn)潛在的故障和性能衰減，確保設(shè)備在實際使用中的耐久性。

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目標(biāo)設(shè)定
確定實驗的目標(biāo)，例如測試設(shè)備在某個環(huán)境下的使用壽命、性能退化情況或是特定元件的耐久性。明確目標(biāo)有助于設(shè)計合理的測試方案。
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樣品準(zhǔn)備
選擇適當(dāng)數(shù)量的測試樣品，確保樣品能夠代表設(shè)備的典型性能和質(zhì)量。通常，樣品數(shù)量越多，測試結(jié)果越具有統(tǒng)計意義。
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加速老化條件的設(shè)計

溫度：通常會將設(shè)備放置在高溫環(huán)境下運行，如70°C或85°C，甚至更高，模擬多年的使用效果。高溫可以加速元件材料的老化反應(yīng)。

濕度：一些電子設(shè)備可能會在高濕環(huán)境下工作，濕度的增加會加速材料腐蝕或絕緣層的劣化，通常采用85%~95%的濕度條件。

電應(yīng)力：通過提高電壓、電流等工作應(yīng)力，加速元件的電氣性能衰減。

振動與沖擊：對于會遭受機械應(yīng)力的設(shè)備，通過振動臺或沖擊臺模擬設(shè)備在運輸或使用過程中受到的物理沖擊。

連續(xù)工作時間：設(shè)備會被長時間不間斷運行，以測試在連續(xù)高負(fù)荷下的穩(wěn)定性。

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實驗監(jiān)控
實驗過程中，必須持續(xù)監(jiān)控設(shè)備的工作狀態(tài)，記錄電氣參數(shù)（如電壓、電流、功率等）、溫度、信號的輸出等信息。出現(xiàn)異常時要詳細(xì)記錄并分析故障原因。
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故障分析
在老化實驗結(jié)束后，進行故障分析，找出設(shè)備中表現(xiàn)出不穩(wěn)定或失效的部件。結(jié)合失效數(shù)據(jù)評估設(shè)備的壽命和可靠性，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)對設(shè)計或制造工藝進行改進。
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數(shù)據(jù)分析與報告
記錄實驗數(shù)據(jù)，統(tǒng)計設(shè)備的失效率和性能變化，生成老化曲線并與預(yù)期壽命進行對比。根據(jù)測試結(jié)果得出結(jié)論，分析是否滿足產(chǎn)品設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
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具體例子
例子 1：手機的老化測試
在對智能手機進行老化實驗時，測試環(huán)境通常為高溫（80°C）、高濕度（90%）的條件下進行。手機在實驗期間會保持持續(xù)通電，并進行周期性的操作測試，例如觸摸屏響應(yīng)、通信模塊、Wi-Fi信號等功能測試。實驗時長可能會設(shè)定為1000小時（相當(dāng)于幾年時間的模擬），并實時監(jiān)控電池的放電性能、顯示屏的顏色變化、主板元件的工作溫度等。

例子 2：電動汽車充電設(shè)備的老化測試
電動汽車的充電設(shè)備（充電樁或車載充電器）通常需要進行高溫（70°C以上）、大電流（滿載狀態(tài)）的老化實驗。通過長時間持續(xù)的充電放電循環(huán)，來測試設(shè)備的散熱能力、功率輸出的穩(wěn)定性、電纜及接頭的耐用性等。這類實驗?zāi)軌蛱崆鞍l(fā)現(xiàn)充電設(shè)備在長期使用中可能發(fā)生的故障，例如過熱保護失效、接口老化、功率下降等問題。

例子 3：服務(wù)器的老化測試
對于數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，通常在高溫（如55°C）和高負(fù)載條件下進行老化測試。實驗中會對CPU、內(nèi)存、硬盤等元件進行長時間的壓力測試，并且監(jiān)控溫度、響應(yīng)時間、數(shù)據(jù)讀寫速度等性能指標(biāo)。目標(biāo)是確保服務(wù)器能夠在長時間高負(fù)荷下穩(wěn)定運行。
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注意事項

樣品量：為了得到統(tǒng)計意義的結(jié)果，必須對足夠多的樣品進行老化測試，通常不低于10個樣品。

時間設(shè)定：老化實驗的時間并非越長越好，應(yīng)該結(jié)合設(shè)備的設(shè)計壽命、使用環(huán)境以及實驗室條件合理設(shè)定。

安全性：實驗涉及高溫、高壓等極端條件時，必須采取安全措施，避免設(shè)備故障引發(fā)火災(zāi)或人身傷害。

通過電子設(shè)備老化實驗，能夠大幅提高產(chǎn)品的可靠性，為消費者提供更耐用、更穩(wěn)定的電子產(chǎn)品。