Lebensdauer & MTBF von Stromversorgungen
Was lange währt
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Lebensdauer
Wenn es um die Zuverlässigkeit von Produkten geht, wird gerne die sogenannte Badewannenkurve benutzt, um Schlüsselparameter wie Fehlerrate, MTBF, nutzbare Lebensdauer, Frühausfälle und Abnutzung zu erklären. Bild 1 zeigt die Zusammenhänge. Frühausfälle treten im Zeitraum T0 bis T1 auf, die Abnutzung beginnt bei T2, zwischen T1 und T2 liegt die Zeitspanne der nutzbaren Lebensdauer.
Wenn das Produktdesign sorgfältig durchgeführt wird und erstklassige Komponenten verwendet werden, können Frühausfälle noch im Werk beim Produktionsendtest erkannt und vom Versand ausgeschlossen werden. Regelmäßige beschleunigte Lebensdauertests unter erhöhten Anforderungen unterstützen die kontinuierliche Produktverbesserung. So kommen nur Produkte zum Anwender, die sich bereits im Bereich der nutzbaren Lebensdauer befinden, die Ausfallrate hat sich hier bereits auf niedrigem Niveau eingeschwungen.
Die Lebensdauer ist die Zeitspanne, in der das Produkt sinnvoll und wirtschaftlich genutzt werden kann und wofür es ausgelegt ist. Dabei ist es wichtig, auf die Umgebungsbedingungen zu achten, die der Hersteller seinen Aussagen zugrundelegt. Wird Elektronik dauerhaft an der Leistungsgrenze betrieben und dabei den maximal spezifizierten Temperaturen ausgesetzt, ist ihre Lebensdauer deutlich kürzer als unter Teillast bei Zimmertemperatur. Ein seriöser Hersteller wie Skynet wird seinen Lebensdauerberechnungen immer die zugrunde liegenden Einsatzparameter beilegen, um die Bewertung zu erleichtern.
Wie baut man ein zuverlässiges
und langlebiges Produkt?
Die Badewannenkurve für ein zuverlässiges und langlebiges Produkt zeigt Bild 2. Immer mehr Anwendungen verlangen danach. Nicht nur die schon immer anspruchsvolle Medizintechnik, nein, auch die Industrie setzt nach manchen Erfahrungen mit nicht preiswerten, sondern billigen Produkten heute verstärkt auf Qualität und Nachhaltigkeit.
Betrachten wir die Langzeitaufzeichnungen der vergangenen 30 Jahre, sehen wir bei Skynet beinahe null Fehler bei Widerständen und Kondensatoren sowie bei sorgfältig spezifizierten und präzise hergestellten Wickelgütern. Sie alle werden von der klassischen MTBF-Bewertung nicht erfasst. Bei richtiger Produktauswahl stellt auch das Austrocknen von Elektrolyt-Kondensatoren kein ernstes Problem dar, solange die Temperaturen im Griff behalten werden.
Um ein hoch zuverlässiges Netzteil zu entwerfen, müssen ein paar wesentliche Punkte beachtet werden:
Schon in der Entwurfsphase müssen die Spannungen der Halbleiter und Elkos überprüft und ausreichende Sicherheitsreserven eingeplant werden. Der größte Feind aller Elektronik ist Hitze, daher muss für ausreichende und gleichmäßige Wärmeabfuhr gesorgt werden, sei es durch vergrößerte Kühlflächen, großzügigere Bauteilplatzierung oder Einplanung eines leistungsstarken Lüfters.
Der Ausfall der Stromversorgung legt das von ihr versorgte System sofort und komplett lahm und ist daher nach bester Möglichkeit zu vermeiden. Deshalb müssen alle beim Endtest aufgedeckten Fehler, die dieselbe Komponente betreffen, vom Produktionsleiter begutachtet werden und die Fertigung darf erst weiterlaufen, wenn die Ausfallursache gefunden und abgestellt ist. Jeder signifikante Ausfall beim Anwender muss nach Fehleranalyse vom Entwicklungsleiter bewertet werden, der daraus Konsequenzen für die kontinuierliche Qualitätssteigerung ableitet und umsetzt.
Ein Stromversorgungshersteller muss genug Ressourcen vorhalten, nicht nur einen schnellen Retouren- und Reparaturprozess zu gewährleisten, er muss auch in der Lage sein, aussagefähige 8D-reports zu erstellen und geeignete Maßnahmen zur Produktverbesserung daraus abzuleiten. Fortec sucht seine Partner auch nach diesen Kriterien aus und kann nach einer Vielzahl erfolgreich durchgeführter Projekte bescheinigen, dass Skynet diese Ansprüche in besonderem Maße erfüllt.
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