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高低温冲击试验方法与标准解析(一)

2020.11.17

1、温度变化试验

1.1 来源

各类标准中的温度变化试验均来源于IEC 60068-2-14 试验方法N:温度变化中的 Nb 。在特定温度变率之温度变化试验。

1.2  定义

温度变化试验,为设置一定的温度变化速率进行高温与低温之间的转变。故在实际应用中有两类:一类为慢速的温度变化试验,其温度变化速率<3℃/min(一般各标准经常选择参数为1℃/min),也既一般应用中的温度变化、温度循环、温度交变试验(此三类为一种试验);另一类为快速的温度变化试验,其温度变化速率≥3℃/min(一般各标准经常选择参数为3℃/min、4℃/min、5℃/min、7℃/min、10℃/min),也既一般应用中的快速温变试验。温度变化速率越快,考核越严酷。

1.3  目的及应用范围

本试验适用于组件、装备或其它产品。为产品模拟带电工作时随温度的变化,如在系统/组件工作时快速改变周围温度。如果系统/组件处在热浸透温度(例如安装在发动机上的系统/组件),高温阶段附加的短暂温度峰值要确保产品在这期间的基本功能。为避免系统/组件内的电热扩散抑制系统/组件达到低温的效果,故在降温阶段将产品关闭。失效模式为温度变化引起的电气故障。

注:本试验不是寿命试验。

1.4  试验方法及参数

1.4.1  温度变化试验:

各类标准中建议采用ISO 16750-4 5.3.1 温度变化试验。

TOB:高温极限工作温度

TUB:低温极限工作温度

工作类别3.2:使用13.5V带电工作

TOB:高温极限工作温度

TUB:低温极限工作温度

TNH:发动机熄火后(停车),出现的Highest环境温度

工作类别3.2:使用13.5V带电工作

1.4.2  快速温变试验:

目前发现部分企业标准中有此类项目,此类试验属于加速寿命试验方法,故一般不推荐应用于认证试验中。

1.5  差异及应用分析

以上的两项试验,推荐使用ISO 16750-4 5.3.1 温度变化试验,由于其更能贴合日常中产品的使用情况,快速温变试验适用于寿命加速试验,其具体的加速因子及方法,后续专稿论述。

1.6  重要参数解析

温度变化试验的特点:产品在试验中工作、温度变化的速率一定、循环数一般设置30个循环以内、极限温度值(因此项试验为工作+存储类试验,故其极限值根据产品使用情况不同有两种方案供选择);此为产品性能考核试验(非寿命试验)。附表为一外部公司的推荐参数,以供大家参考。

表1  产品温度变化试验参数推荐表

循环数

30个



最低环境温度

Tmin(产品低温工作极限温度)



Highest环境温度

Tmax(产品高温工作极限温度)



温度变化速率

4℃/min



产品的温度稳定时间(存储时间)




抽样数量

应用

数量(件)

产品举例

安全类

20

发动机控制器、安全气囊控制器、胎压监视器


操控类

15

雨量传感器、光照传感器、门开关


便携类

10

CD机、娱乐系统


产品在极限温度中的贮存时间参加表2 。

表2  产品重量与其温度浸入时间的关系

产品重量(kg)

浸入时间(保温时间min)

<0.34

20

0.34-0.68

30

0.68-0.91

40

0.91-1.36

50

1.36-4.53

75

>4.53

待定义

从图4和图5可以看出,结构比较简单的元器件和含元器件、零部件较少的整机,一般选择5次循环就可以了。结构比较复杂,所用元器件、零部件较多的整机选择10次循环就可以将绝大部分故障原因暴露出来。为了设备、整机和仪器可靠性更高,有时也可能选择20到30次循环。


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