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可靠的连接器是无人机成功的秘诀
2019-07-02
无人机的使用越来越广泛,技术也越来越复杂。今天,我们只谈商用小型无人机。无人机的进步与发展,与所采用的组件息息相关。连接器是无人机重要的组成部分。
随着无人机体重越来越小,重量越来越轻,能源消耗更高效,飞行时间更长,因此它对连接器要求也越来越严格。连接器需要更小更精密,更加稳定的性能,并且能够承受无人机的苛刻操作,因为无人机会受到极端的振动、冲击和热量的影响。
设计不当的连接器可能会导致这些组件发生故障。只需一个妥协的连接,就足以有效瘫痪整个无人机,因此使用坚固稳定的连接器成为无人机的首选。
硬件设计最终决定了连接器的类型,包括航空在内的任何行业都是如此。随着电子产品的小型化,连接器可以类似地缩小尺寸,而其小尺寸设计有助于缩小占位空间。
在计算方面,无人机依赖从全电子设备包到单板计算机(SBC)等一切处理数据,如导航、传感器输入和飞行功能。这些应用中使用的某些连接器与桌面PC、笔记本电脑和SBC上的连接器类似。其他可能会更复杂,但它们都保持一定的耐用性以抵御环境。 DDR3 / 4内存连接器、硬化CPU插座、绝缘位移连接器(IDC)线对板/板对板PCB、FFC / FPC(扁平柔性电缆/柔性印刷电路)和小尺寸ATX(先进技术扩展)连接器属于这一类。
在电力方面,一些商业级无人机严格依赖锂电池,系统PCB的相同连接和开关选项,包括小型直流插孔,多向互连、紧凑型高压继电器,DIP开关以及用于外围附加设备的USB连接器。
在电动机和发动机方面,连接器的尺寸和范围各不相同,但需要坚固才能同时处理发动机和环境条件。这里使用的一些类型的连接器是水平互连 的e-CON插头连接器——用于传感器端子和PLC,以及具有高性能端子和接头的PTL设备间和EP电源连接器。
中国电子元件行业协会电接插元件分会 2019年五项团体标准送审稿讨论会顺利召开
2019-07-02
2019年电接插元件分会申请的五项团体标准(《M12系列推拉式圆形开云手机app(中国)官方网站》、《推拉自锁高寿命小圆形开云手机app(中国)官方网站通用规范》、《高压交/直流带电插拔HVDC电接插连接器》、《汽车变速器引线框架组件》、《智能锂电池换电接口》),均已完成征求意见。为进一步加深编制组成员间与用户、同行业间的充分有效沟通,全面吸纳各方意见,整体上提升标准送审稿质量,由分会秘书处组织的“《M12系列推拉式圆形开云手机app(中国)官方网站》等五项团体标准送审稿讨论会”于2019年7月29-30日顺利在西安召开。
本次会议依次对五项团体标准进行讨论。讨论会成立了评审专家组,特邀请中国电子技术标准化研究院王静副总工程师担任组长,其余5位特邀专家分别担任五项标准的主审专家。同时,五项标准的相关用户、同行业企业及编制组成员单位专家等共计17家单位,34名代表参加了本次团体标准讨论会。
分会郑燕华秘书长首先介绍了会议的目的、流程,以及评审组长情况,并对各位参会代表的到来表示欢迎。王静副总工程师对各标准主审专家进行了分工安排,并代表评审组专家对本次讨论会提出了工作要求。五项团体标准在王静副总工程师整体把控下,分别在电子四院朱茗高工等5位专家的主审中按计划展开。会上组长要求各主审专家、专家组成员及参会代表要严格对标准技术内容的合理性、与标准体系的符合性、以及相应的国标、行标和国际标准间的对接和协调性等方面做好全面的审查和把关。
在标准审查中,标准编制人员介绍了编研的基本情况,评审组专家及参会代表本着科学求实、认真负责的态度,对标准编制说明、标准逐章逐条进行了详细的评审,并提出了修改完善的意见。经过一天半的紧张工作,五项团体标准均顺利完成讨论评审,形成了“意见汇总处理表”用于标准的修改,秘书处也对后续开展工作提出了要求。
本次会议的顺利召开,通过编制组成员与用户代表、同行业企业代表的充分讨论及专家组的专业点评,五项团体标准的质量得到极大的提升,使得全体与会代表对团体标准的定位、实施意义有了更高、更深的认识,也进一步推动了分会团体标准的编研工作的积极展开,为正式的技术审查会召开奠定了坚实的基础。
元器件可靠性详解
2019-11-30
元器件是整机的基础,它在制造过程中可能会由于本身固有的缺陷或制造工艺的控制不当,在使用中形成与时间或应力有关的失效。为了保证整批元器件的可靠性,满足整机要求,必须把使用条件下可能出现初期失效的元器件剔除。元器件的失效率随时间变化的过程可以用类似"浴盆曲线"的失效率曲线来描述,早期失效率随时间的增加而迅速下降,使用寿命期(或称偶然失效期)内失效率基本不变。
筛选的过程就是促使元器件提前进入失效率基本保持常数的使用寿命期,同时在此期间剔除失效的元器件。
事物好与坏的判别必须要有标准去衡量。判断元器件的失效与否是由失效判别标准一一失效判据所确定的。
失效判据是质量和可靠性的指标,有时也有成本的内涵,所以元器件失效不仅指功能的完全丧失,而且指电学特性或物理参数降低到不能满足规定的要求。简而言之,产品失去规定的功能称为失效。
在选择可靠性筛选次序时先了解一下元器件失效都有哪些?
失效一般分为现场失效和试验失效。
现场失效一般是在装机以后出现的失效,因此,我们在元器件测试筛选过程中只考虑试验失效。
试验失效主要是封装失效和电性能失效。封装失效主要依靠环境应力筛选来检测。
所谓环境应力筛选,即在筛选时选择若干典型的环境因素,施加于产品的硬件上,使各种潜在的缺陷加速为早期故障,然后加以排除,使产品可靠性接近设计的固有可靠性水平,而不使产品受到疲劳损伤。
在正常情况下是通过在检测时施加一段时问的环境应力后,对外观的检查(主要是镜检,根据元器件的质量要求,采用放大10倍对元器件外观进行检测;也可以根据需要安排红外线及X射线检查),以及气密性筛选来完成,当有特殊需要时,可以增加一些DPA(破坏性物理分析)等特殊测试。
这些筛选项目对电性能失效模式不会产生触发效果。所以,一般将封装失效的筛选放在前面,电性能失效的筛选放在后面。
电性能失效可以分为连结性失效、功能性失效和电参数失效。
连结性失效指开路、短路以及电阻值大小的变化,这类失效在元器件失效中占有较大的比例。因为在元器件筛选测试过程中,由于过电应力所引起的大多为连结性失效,同时,连结性失效可以引发功能性失效和电参数失效,但是功能性失效和电参数失效不会引发连结性失效。
主要原因是,当连结性失效模式被特定的筛选条件触发时,往往出现的现象为元器件封装涂覆发生锈蚀、外壳断裂、引线熔断、脱落或者与其他引线短路,主要表现为机械和热应力损伤,但是有时并不表现为连结性故障,而是反映为金属疲劳、键合强度不够等问题,这些本身不会引发连结性失效,但是会引发功能性失效和电参数失效,需要通过功能性和电参数监测才能发现。
但是,电路的功能性失效和电参数失效被特定的的筛选条件触发时,出现的现象是某些特定的功能失效、电参数超差等。
造成这些失效的主要原因在于:制造、设计中的缺陷以及生产工艺控制不严,使生产过程中各种生产要素如空气洁净度等级、超纯水的质量监测、超纯气体和化学试剂达不到规定的要求;在运输转运过程中由于防静电措施不到位也会发生静电损伤。
这些因素作用下半导体晶体会受到各种表面污染物的玷污,会使产品不能达到规定的质量等级要求。当受到特定的外部条件激发的情况下,就会产生功能性失效和电参数失效,但是这些功能性失效和电参数失效造成的影响往往只能造成元器件部分的功能失去作用,还不能使芯片的封装和各部分的连结线出现烧毁、短路、开路等现象,所以电路的功能性失效和电参数失效与连结性失效不产生引发效果。
在安排测试筛选先后次序时,有两种方案:
a)方案1:将不产生连环引发效果的失效模式筛选放在前面,将可以与其他失效模式产生连环引发效果的失效模式筛选放在后面。
b)方案2:将可以与其他失效模式产生连环引发效果的失效模式筛选放在前面,将不产生连环引发效果的失效模式筛选放在后面。
如果选择方案1,会发现将可以与其他失效模式产生连环引发效果的失效模式筛选放在后面时,出现本身失效模式没有被触发、其他关联的相关失效模式被触发的情况时,这种带有缺陷的元器件不能被准确地定位、剔除,因为该类失效模式的检测已经在前面做过了。而选择方案2就可以非常有效地避免上述问题的发生,使筛选过程优质、经济和高效。
因此,决定元器件测试筛选先后次序的原则是:
失效概率最大的筛选方法首先做。
当一种失效模式可以与其他失效模式产生关联时,应将此失效模式的筛选放在前面。
使用不同方法对同一种失效模式进行筛选时,首先考虑失效概率的分布,容易触发失效的筛选方法首先进行。
考虑经济性,便宜的先做。
考虑时间性,时间长的后做。
测试顺序的安排是后面的参数能够检查元器件经前面参数测试后可能产生的变化。对有耐电压、绝缘电阻测试要求的元器件,耐压在前、绝缘在后,功能参数最后测试;对有击穿电压和漏电流测试要求的元器件,击穿电压在前,漏电流在后,功能参数最后测试。
元器件筛选的必要性
电子元器件的固有可靠性取决于产品的可靠性设计,在产品的制造过程中,由于人为因素或原材料、工艺条件、设备条件的波动,最终的成品不可能全部达到预期的固有可靠性。
在每一批成品中,总有一部分产品存在一些潜在的缺陷和弱点,这些潜在的缺陷和弱点,在一定的应力条件下表现为早期失效。具有早期失效的元器件的平均寿命比正常产品要短得多。
电子设备能否可靠地工作的基础是电子元器件能否可靠地工作。如果将早期失效的元器件装上整机、设备,就会使得整机、设备的早期失效故障率大幅度增加,其可靠性不能满足要求,而且还要付出极大的代价来维修。
因此,应该在电子元器件装上整机、设备之前,就要设法把具有早期失效的元器件尽可能地加以排除,为此就要对元器件进行筛选。根据国内外的筛选工作经验,通过有效的筛选可以使元器件的总使用失效率下降1- 2个数量级,因此不管是军用产品还是民用产品,筛选都是保证可靠性的重要手段。
筛选方案的设计原则
定义如下:
筛选效率 W=剔除次品数/实际次品数
筛选损耗率 L=好品损坏数/实际好品数
筛选淘汰率Q=剔降次品数/进行筛选的产品总数
理想的可靠性筛选应使W=1,L=0,这样才能达到可靠性筛选的目的。Q值大小反映了这些产品在生产过程中存在问题的大小。Q值越大,表示这批产品筛选前的可靠性越差,亦即生产过程中所存在的问题越大,产品的成品率低。
筛选项目选择越多,应力条件越严格,劣品淘汰得越彻底,其筛选效率就越高,筛选出的元器件可靠性水平也越接近于产品的固有可靠性水平。但是要付出较高的费用、较长的周期,同时还会使不存在缺陷、性能良好的产品的可靠性降低。
故筛选条件过高就会造成不必要的浪费,条件选择过低则劣品淘汰不彻底,产品的使用可靠性得不到保证。由此可见,筛选强度不够或筛选条件过严都对整批产品的可靠性不利。
为了有效而正确地进行可靠性筛选,必须合理地确定筛选项目和筛选应力,为此,必须了解产品的失效机理。产品的类型不同,生产单位不同以及原材料及工艺流程不同时,其失效机理就不一定相同,因而可靠性筛选的条件也应有所不同。
因此,必须针对各种具体产品进行大量的可靠性试验和筛选摸底试验,从而掌握产品失效机理与筛选项目间的关系。
元器件筛选方案的制订要掌握以下原则:
筛选要能有效地剔除早期失效的产品,但不应使正常产品提高失效率;
为提高筛选效率,可进行强应力筛选,但不应使产品产生新的失效模式;
合理选择能暴露失效的最佳应力顺序;
对被筛选对象可能的失效模式应有所掌握;
为制订合理有效的筛选方案,必须了解各有关元器件的特性、材料、封装及制造技术。
此外,在遵循以上五条原则的同时,应结合生产周期,合理制定筛选时间。
几种常用的筛选项目
高温贮存
电子元器件的失效大多数是由于体内和表面的各种物理化学变化所引起,它们与温度有密切的关系。温度升高以后,化学反应速度大大加快,失效过程也得到加速。使得有缺陷的元器件能及时暴露,予以剔除。
高温筛选在半导体器件上被广泛采用,它能有效地剔除具有表面沽污、键合不良、氧化层有缺陷等失效机理的器件。通常在最高结温下贮存24~168小时。
高温筛选简单易行,费用不大,在许多元器件上都可以施行。通过高温贮存以后还可以使元器件的参数性能稳定下来,减少使用中的参数漂移。各种元器件的热应力和筛选时间要适当选择,以免产生新的失效机理。
功率电老炼
筛选时,在热电应力的共同作用下,能很好地暴露元器件体内和表面的多种潜在缺陷,它是可靠性筛选的一个重要项目。
各种电子元器件通常在额定功率条件下老炼几小时至168小时,有些产品,如集成电路,不能随便改变条件,但可以采用高温工作方式来提高工作结温,达到高应力状态,各种元器件的电应力要适当选择,可以等于或稍高于额定条件,但不能引人新的失效机理。
功率老炼需要专门的试验设备,其费用较高,故筛选时间不宜过长。民用产品通常为几个小时,军用高可靠产品可选择 100、168小时,宇航级元器件可以选择240小时甚至更长的周期。
温度循环
电子产品在使用过程中会遇到不同的环境温度条件,在热胀冷缩的应力作用下,热匹配性能差的元器件就容易失效。温度循环筛选利用了极端高温和极端低温间的热胀冷缩应力,能有效的剔除有热性能缺陷的产品。元器件常用的筛选条件是-55~+125℃,循环5~10次。
离心加速度
离心加速度试验又称恒定应力加速度试验。这项筛选通常在半导体器件上进行,把利用高速旋转产生的离心力作用于器件上,可以剔除键合强度过弱、内引线匹配不良和装架不良的器件,通常选用20000 g 离心加速度持续试验一分钟。
监控振动和冲击
在对产品进行振动或冲击试验的同时进行电性能的监测常被称为监控振动或监控冲击试验。这项试验能模拟产品使用过程中的振动、冲击环境,能有效地剔除瞬时短、断路等机械结构不良的元器件以及整机中的虚焊等故障。在高可靠继电器、接插件以及军用电子设备中,监控振动和冲击是一项重要的筛选项目。
典型的振动条件是:频率20~2000 Hz ,加速度2~20 g ,扫描1~2周期,在共振点附近要多停留一段时间。典型的冲击筛选条件是1500^ -3000g ,冲击3~5 次,这项试验仅适用于元器件。
监控振动和冲击需要专门的试验设备,费用昂贵,在民用电子产品中一般不采用。
除以上筛选项目外,常用的还有粗细检漏、镜检、线性判别筛选、精密筛选等。
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热烈庆祝恒吉科技成立19周年暨乔迁盛典圆满举行
2019-08-10
19年栉风沐雨披荆斩刺;
19年励精图治勤奋进取。
19年的跋涉与拼搏;
19年的辉煌与梦想。
恒吉19年,
不忘初心,砥砺前行!
春节放假通知
2019-12-28
春节放假通知
尊敬的客户:
您好!春节即将到来,开云手机app(中国)官方网站全体员工在此深深感谢您长期以来对我们工作的支持与理解,向您致以最诚挚的祝福和问候,提前恭祝您及您的家人新春快乐,身体健康,万事如意! 根据我公司工作实际情况,2020年春节放假安排如下:
2020年春节放假时间为2020年1月23日(农历十二月二十九)至2020年2月4日(农历正月十一),2月5日(农历正月十二)正常上班。
另我司部分配套厂家春节放假时间较长(1月15日-2月16日放假,2月17日正常上班),为了不影响您的交期,请您提前下单或通知我司备料。
放假期间无人值班,不能接收订单和发货,在放假期间给您造成的不便,敬请谅解。再次感谢您对我们工作的支持。
恭祝:新春快乐,万事如意!
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2019-12-28
射频连接器的高功率射频和微波被动考虑因素和约束
2020-02-29
导读】RF和微波无源元件承受许多设计约束和性能指标的负担。根据应用的功率要求,对材料和设计性能的要求可以显着提高。例如,在高功率电信和军用雷达/干扰应用中,需要高性能水平以及极高功率水平。许多材料和技术无法承受这些应用所需的功率水平,因此必须使用专门的组件,材料和技术来满足这些极端的应用要求。
高水平的射频和微波功率是不可见的,难以检测,并且能够在小范围内产生令人难以置信的热量。通常,只有在组件发生故障或完全系统故障后才能检测到过功率压力。这种情况在电信和航空/国防应用中经常遇到,因为高功率水平的使用和暴露是满足这些应用性能要求所必需的。
图1对于天气或军用雷达,高功率放大器通常会为雷达天线或天线阵列产生数百至数千瓦的射频能量。
足够高的RF和微波功率水平会损坏信号路径中的元件,这可能是设计不良,材料老化/疲劳甚至是战略性电子攻击的产物。任何可能遇到高功率射频和微波能量的关键系统都必须仔细设计,并通过为最大潜在功率水平指定的组件进行支持。其他问题,例如RF泄漏,无源互调失真和谐波失真,在高功率水平下会加剧,因为必须更多地考虑组件的质量。
任何具有插入损耗的互连或组件都有可能吸收足够的RF和微波能量以造成损坏。这就是所有射频和微波元件具有最大额定功率的原因。通常,由于RF能量有几种不同的工作模式,因此将为连续波(CW)或脉冲功率指定额定功率。另外,由于构成RF组件的各种材料可以改变不同功率,温度,电压,电流和年龄的行为,因此通常还指定这些参数。与往常一样,一些制造商对其组件的指定功能更加慷慨,因此建议在实际操作条件下测试特定组件以避免现场故障。这是RF和微波组件特别关注的问题,因为级联故障很常见。
图2可以使用磁环或电场探头分接波导,将TE或TM波导模式转换为TEM同轴传输模式。
同轴或波导互连
根据频率,功率水平和物理要求,同轴或波导互连用于高功率RF和微波应用。这两种技术的尺寸随频率而变化,需要更高精度的材料和制造来处理更高的功率水平。通常,作为RF能量通过具有空气电介质的波导的方式的产物,波导倾向于能够处理比可比同轴技术更高的功率水平。另一方面,波导通常是比同轴技术更昂贵,定制安装和窄带解决方案。
这就是说,对于需要更低成本,更高灵活性安装,更高信号路由密度和中等功率水平的应用,同轴技术可能是首选。另外,由于降低了成本和尺寸,因此在波导互连上使用同轴互连的组件选择更多。虽然宽带和通常更直接的安装,在高性能,坚固性和可靠性方面,波导技术往往超过同轴。通常,这些互连技术串联使用,在可能的情况下,最高功率和保真度信号通过波导互连路由。
图3在衰减器之后,同轴连接器类型可以减小尺寸和成本,因为衰减后的信号功率水平可能足够低,以避免损坏较小的同轴连接器。
同轴技术需要注意的一个重要特征是它们的功率和电压相关的介质击穿比类似频率的波导互连要低得多。如果重量和成本是高度关注,这可能是可接受的。但是,在高温和高压下材料除气和材料性能变化的问题可能会降低航空航天应用中的同轴技术可行性。
适配器和终端
由于每个适配器和终端都会引入不必要的插入损耗和反射,因此仔细选择正确的组件可以防止不必要的信号降级并可能对敏感电子设备造 适配器和终端有多种形式,通常是同轴或波导,用于高功率应用。另外,适配器可能更复杂,因为适配器任一端的尺寸和类型可能不同。此外,适配器本身可能引入转弯或弯曲。
必须仔细检查适配器的功率和频率范围,特别是如果适配器是波导到同轴转换。波导自然只能使频带范围的带宽以高信号保真度传输,其中同轴技术仅具有截止频率。然而,不同的同轴连接器类型也具有不同的功率和频率容量。如果适配器是两种不同同轴连接器类型之间的过渡,则频率,功率处理,PIM,插入损耗和其他参数将受到影响。
图4现代模拟器现在包括EM和热模拟,用于预测滤波器或其他无源元件器件中的热行为和应力。
终端首当其冲地耗尽设备内潜在的极端RF能量。通常,用于高功率应用的终端将具有散热金属体并且可能强制空气热管理。终端的阻抗匹配和电压驻波比(VSWR)绝对至关重要,因为不可预测的反射可能导致上游电子设备中的过功率和过压状况。在将高功率放大器(HPA)分流到不符合足够的VSWR规格的终端的情况下,这可能是危险的,因为它可能永久性地损坏HPA。
衰减器
像终端器一样,衰减器设计用于在器件主体内消散RF能量,而不会产生任何不需要的信号失真或反射。有固定和可变衰减器。对于大多数极高功率应用,固定衰减器更常见。像终结器一样,它们可以是波导或同轴的。另外,衰减器也可以是不同尺寸的同轴连接器尺寸的适配器,尽管这很少用波导连接器完成。
波导定向耦合器可能具有同轴输出,因为耦合信号的功率电平足够低,可以在较低重量和成本的同轴传输线中传输。
根据衰减器设计耗散的功率量,金属辐射器通常会围绕身体,甚至强制冷却也是一种选择。频率,功率处理和衰减越高,RF能量就会转换成热量。安装衰减器时,确保衰减器获得足够的通风并且不安装在靠近其他散热电子设备的位置至关重要。
滤波器
由于滤波器可以作为频带选择性衰减器或带外信号的反射器,考虑到上游电子设备的类型和进入滤波器的信号是必要的。吸收滤波器将从带外信号中吸收RF能量并将其转换为热量。其中,反射滤波器将RF能量重定向回源。这种类型的滤波器可能由于过功率或过电压而损坏敏感的上游电子设备。根据滤波器技术和结构,滤波器的功率处理能力通常高度依赖于频率。
与大多数RF和微波组件一样,较高频率组件的功率阈值低于其低功率组件。滤波器的相对尺寸和材料将对功率和频率限制产生重大影响。滤波器的通带自然地略微衰减信号,因此在RF能量吸收或反射方面,通带特性与带外滤波器特性同样重要。
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