光儲逆變電源（光伏逆變器）是一種由半導(dǎo)體器件組成的電力調(diào)整裝置，主要用于把直流電力轉(zhuǎn)換成交流電力。由逆變器使用環(huán)境和失效機理分析，僅僅采用單一溫度、濕度和電應(yīng)力的單應(yīng)力加速模型不能適用于該型產(chǎn)品。

為了驗證逆變器較高的可靠性指標(biāo)，綜合考慮樣品成本、數(shù)量和試驗周期等經(jīng)濟、時效和可行性因素，選用溫度-濕度（Peck）模型雙應(yīng)力壽命加速模型，并基于此加速模型進行可靠性鑒定試驗，逆變器試驗樣本量選為10臺。以下是逆變器的可靠性驗證內(nèi)容。

試驗設(shè)備：環(huán)儀儀器 光儲逆變電源高溫老化室

試驗樣品：10臺逆變器

試驗?zāi)Ｐ停?/strong>溫度-濕度（Peck）

可靠性驗證過程：

加速試驗剖面的確定：

結(jié)合逆變器在使用的溫度、濕度環(huán)境，基于加速損傷理論選定的逆變器加速壽命模型符合Peck溫-濕應(yīng)力模型，該壽命-應(yīng)力模型是由溫度模型和濕度模型相乘耦合的雙應(yīng)力綜合模型，即：

式中：

t-失效前時間；

A-常數(shù)；

RH-相對濕度，單位為%；

n-常數(shù)；

Ea-激活能，單位為eV;

k-波爾茨曼常數(shù)，取值為8.617×10^-5eV/K;

T-絕對溫度，單位為K。

加速因子的確定：

針對逆變器的硬件組成以半導(dǎo)體和IC器件為主，IC器件常見故障的激活能一般在0.8~1.0 eV之間。結(jié)合類似電力電子產(chǎn)品研發(fā)的工程經(jīng)驗及標(biāo)準(zhǔn)推薦，本次產(chǎn)品激活能取Ea=0.9 eV。

n的范圍在1～12之間，取典型值n=3。則加速因子為：

式（2）中：

RHu—常規(guī)運行下的百分比相對濕度，RHu=85%;

RHs—加速應(yīng)力下的百分比相對濕度，RHs=95%;

Tu—常規(guī)運行下以K表示的溫度，Tu=308.15;

Ts—加速應(yīng)力下以K表示的溫度，Ts=338.15;

K—波爾茨曼常數(shù)，取值為8.617×10^-5eV/K。

統(tǒng)計方案：

為了快速地驗證該型逆變器可靠性指標(biāo)是否達到分配指標(biāo)，綜合考慮確定使用方風(fēng)險β為30%，選擇試驗統(tǒng)計方案號為GJB899A—2009標(biāo)準(zhǔn)附錄A中圖A.24方案號30-1，拒收故障數(shù)為1。

如下表計算所示，當(dāng)10臺逆變器試驗樣品按照上述試驗應(yīng)力剖面進行加速試驗時，出現(xiàn)1次責(zé)任故障或時間累計達到2 124.739 h時（兩者優(yōu)先滿足其一即可），即判決該逆變器通過可靠性鑒定。

可靠性試驗結(jié)果：

加速試驗后，根據(jù)逆變器試驗記錄統(tǒng)計，經(jīng)過篩選后的10臺逆變器同時開始試驗，在設(shè)定的加速試驗剖面下加速運行至261.5h，責(zé)任故障數(shù)r=0結(jié)束試驗，則10臺逆變器累計試驗時間2 615 h,0失效，判為接收，通過試驗。

對本次試驗全過程進行統(tǒng)計，總的試驗時間為T，責(zé)任故障數(shù)為r，根據(jù)GJB 899A-2009“A.5.4.4”可知，定時試驗的驗證區(qū)間，估計值和區(qū)間估計值的計算公式為：

由于r=0，無法得到點估計值和置信上限，僅能進行置信下限的估計。此處采用一種簡便的MTBF置信下限的估算方法：

使用方風(fēng)險β=30%時，總試驗時間為T=2 615 h，本次試驗?zāi)孀兤饔嬎愠龅腗TBF置信下限：

又結(jié)合加速因子，推導(dǎo)出常規(guī)運行環(huán)境下該型逆變器的MTBF置信下限：

由此可知，在等效2 615 h可靠性試驗結(jié)束時，在70%置信度下逆變器MTBF的置信下限值為61 328 h，符合逆變器分配的可靠性指標(biāo)MTBF≮50 000 h的要求。

以上就是光儲逆變器Peck模型下的可靠性驗證過程，如有試驗疑問，可以咨詢環(huán)儀儀器相關(guān)技術(shù)人員。