1.元器件清单及元器件失效所导致产品的影响
序号 名称 型号 数量 失效后的影响
1 CBB电容
630V/153 1 相序功能失效

2 贴片三极管
9013 6 保护执行功能失效

3 集成块（贴片）
17324 1 过欠压保护功能失效

4 集成块（贴片）
LM339 1 相序和三相不平衡断相保护功能失效

5 贴片电容
0805/104 2 功能不稳定
16V-22μF 11 功能不稳定

6 PCB线路板
4 功能失效

7 贴片电阻
1/16W 49 功能失效

8 贴片稳压管
1/2W-12V 1 功能失效

9 贴片稳压管
1/2W-3.3V 3 使用寿命缩短

10 贴片二极管
1206，IN4148 10 使用寿命缩短

11 贴片二极管
M7 6 功能失效

12 电容
50V-100μF 1 功能不稳定
16V-100μF 1 功能不稳定

13 CBB电容
63V 104 1 功能失效
630V 334 3 功能失效

14 碳膜电阻
1W-510Ω 1 功能失效

15 发光管
红扁平/绿扁
平
4/1 功能失效

16 继电器
T73 DC24V 1 保护执行功能失效

17 双排插座
2 功能失效

18 焊接锡
云锡 功能失效

2 可靠性预计
本产品具有四个功能。元器中包括10类18种110个。本产品的
可靠性属串联模型，每一功能组件中任一元器件失效，都将造成该功
能失效，即每一功能组件正常工作的条件是各元器件的正常工作。
本组件是可修复产品，寿命服从指数分布，根据可靠性理论，其
平均故障间隔时间与失效率成反比，即
MTBFs = 1/pi
本产品属成熟产品的转型升级产品，技术成熟，完成了型式
试验和工厂试运行试验，现已转试生产阶段，所用元器件的种类、型
号规格、质量水平、工作应力及环境条件都已基本确定，其失效率因
子等有关可靠性参数可以从《GJB/Z299B-98电子设备可靠性预计手
册》查到，因此采用应力分析法来预计本产品的可靠性指标。
本产品应用于低压电网内做三相电路或三相电路中使用的设备
的保护，环境代号GM1，工作温度
-5℃~+55℃。现对其可靠性指标计算如下：
2.1电阻器的工作失效率λP（查表5.1.4）
工作失效率模型为
λP1 = λbπEπQπR
λP1 = 0.0152×10-6×5.0×4×1.6×50=24.32×10-6/h
2.2稳压管的工作失效率λP2（查表5.1.2.8）
工作失效率模型为
λP2 =λbπEπQπA
λP2=0.334×10-6×5.5×0.2×0.65 ×4
=0.95524×10-6/h
2.3二极管的工作失效率λP3 （查表5.1.2.7）
工作失效率模型为λP3 =λbπEπQ πTπAπS2πC
λP2=0.223×10-6×5.5×0.2×1.0 ×1.5×1.0 ×1.0×12=3.6795
×10-6/h
2.4发光二极管的工作失效率λP4 （查表5.1.2.4）
工作失效率模型为λP4 =λbπEπQ πAπT πM
λP4 =0.080×10-6×5.5×0.2×3×6.05×2×5=15.972×
10-6/h
2.5三端稳压器的工作失效率λP5（查表5.1.1.1）
工作失效率模型为λP4 =πQ [C1πTπV +（C2+ C3）πE] πL
λP5 =0.50[0.263×10-6×1.51×1+（0.010+0.004）×10-6×10]
×1×7
=1.879955×10-6/h
2.6电容器的工作失效率λP6（查表5.1.6.5）
其工作失效率模型为
λP8=λbπEπQπCV
λP8=0.009×10-6×6.7×0.3×1×20=0.3618×10-6/h
2.7继电器的工作失效率λP7（查表5.1.8.1）
工作失效率模型为λP7=λbπEπQπC1πCYCπF
λP9=0.108×10-6×4.0×0.15×1×1.0×0.01×3.0 =0.001944×
10-6/h
2.8连接器的工作失效率λP8（查表5.1.10）
工作失效率模型为λP9=λbπEπQπPπKπC
本组件使用射频连接器2只，故其工作失效率为
λP9=0.0303×10-6×4.3×0.4×1.0×2.0×0.3×2 =0.06254×10-6/h
2.9印制板的工作失效率λP9
印制板的工作失效率模型为
λP9=（λb1N+λb2）πEπQπ
C

式中，λb1取值为0.00017×10-6/h，λb2取值为0.0011×10-6/h。

金属化孔数N=240
本组件使用印制板3块，故其工作失效率为
λP10=（0.00017×10-6×40+0.00017×10-6）×8.0×1×0.75×3
= 0.73746×10-6/h
2.10焊接点的工作失效率λP10
工作失效率模型为λP11
λP11=λbπEπQ
本组件共有240个焊接点,其工作失效率为
λP11=0.000092×10-6×6.0×1×240=0.13248×10-6/h
由此，可得出本组件的工作失效率为
λPS=101iPi =（24.32+0.95524+3.6795+15.972+1.879955+0.3618
+0.001944+0.06254+0.73746+0.13248）×10-6
= 48.561368×10-6/h
故本组件的平均故障间隔时间为
MTBFs=1/λPS =20592（2.35年）
3. 可靠性分析
本产品是根据以前研制和生产功能相似的产品更新换代，所有的
元器件选择使用基本定型，可靠性分析数据基本符合市场使用情况。
3.1可靠性数据分析
根据前面计算得到的各种元器件的工作失效率和GJB299B列出
的失效率模式分布，计算整理结果如表1所示：
表1 可 靠 性 数 据 分 析 表

对本组件工作可靠性的影响尤为突出的元器件电阻器、发光
二极管，但发光二极管不直接影响产品功能，其次二极管、集成块，
在元器件选择和装配时应特别加以注意。
3.2.故障模式影响
故障模式影响是分析元器件主要故障对组件产生的后果，并将其
进行严酷度分类。
严酷度类别是元器件故障造成的最坏潜在后果的表示。根据严酷
度的一般分类原则，可把本组件的严酷度分为三类。

序 号 名 称 工 作 失 效 率 主要故障模式 故障模式频数比
1 电阻器 24.32×10-6 功能失效 10%
2 稳压管 0.95524×10-6 功能降低 10%
3 二极管、集成 3.6795×10-6 功能失效 50%
4 发光二极管 15.972×10-6 功能降低 20%
5 三极管、稳压块 1.879955×10-6 功能失效 60%
6 电容器 0.3618×10-6 功能降低 20%
7 继电器 0.001944×10-6 功能失效 40%
8 连接器 0.06254×10-6 功能失效 30%
9 印制板 0.12546×10-6 孔化不良 60%
10 焊接点 0.0408×10-6 虚焊 60%
Ⅱ类（致命的）—这种故障会引起产品功能失效。
Ⅲ类（临界的）—这种故障会引起产品的使用寿命。
Ⅳ类（轻度的）—这种故障不会引起明显功能失效，但会导致非
计划性维护和修理。
根据以上分类原则，对本产品的故障模式影响分析属于Ⅱ类严酷
度的元器件有：集成块、降压电容器、电阻器、稳压块、二极管、三
极管、继电器。属其余的元器件属于Ⅲ类严酷度。
4.结论和建议
由上面的可靠性数据分析,故可以得出以下结论:
本组件的平均故障间隔时间大于2.35年。影响本产品工作 可靠性
的首要器件是集成块、二极管。目前选用的集成块是普通的国产封装
器件，二极管及其电阻、电容器使用的普通型的。若要大幅度提高本
组件的可靠性，宜选用相应的质量系数高的电子元器件。