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(jī)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(yàn)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(yàn)周期等經(jīng)濟(jì)、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(jìn)行可靠性鑒定試驗(yàn)，逆變器試驗(yàn)樣本量選為10臺。以下是逆變器的可靠性驗(yàn)證內(nèi)容。
試驗(yàn)設(shè)備：環(huán)儀儀器 光儲逆變電源高溫老化室
試驗(yàn)樣品：10臺逆變器
試驗(yàn)?zāi)Ｐ停?/strong>溫度-濕度（Peck）
可靠性驗(yàn)證過程：
加速試驗(yàn)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(yàn)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(yùn)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(yùn)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(jì)方案：
為了快速地驗(yàn)證該型逆變器可靠性指標(biāo)是否達(dá)到分配指標(biāo)，綜合考慮確定使用方風(fēng)險(xiǎn)β為30%，選擇試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)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(jì)算所示，當(dāng)10臺逆變器試驗(yàn)樣品按照上述試驗(yàn)應(yīng)力剖面進(jìn)行加速試驗(yàn)時，出現(xiàn)1次責(zé)任故障或時間累計(jì)達(dá)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(yàn)結(jié)果：
加速試驗(yàn)后，根據(jù)逆變器試驗(yàn)記錄統(tǒng)計(jì)，經(jīng)過篩選后的10臺逆變器同時開始試驗(yàn)，在設(shè)定的加速試驗(yàn)剖面下加速運(yùn)行至261.5h，責(zé)任故障數(shù)r=0結(jié)束試驗(yàn)，則10臺逆變器累計(jì)試驗(yàn)時間2 615 h,0失效，判為接收，通過試驗(yàn)。
對本次試驗(yàn)全過程進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，總的試驗(yàn)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(yàn)的驗(yàn)證區(qū)間，估計(jì)值和區(qū)間估計(jì)值的計(jì)算公式為：
由于r=0，無法得到點(diǎn)估計(jì)值和置信上限，僅能進(jìn)行置信下限的估計(jì)。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(xiǎn)β=30%時，總試驗(yàn)時間為T=2 615 h，本次試驗(yàn)?zāi)孀兤饔?jì)算出的MTBF置信下限：
又結(jié)合加速因子，推導(dǎo)出常規(guī)運(yùn)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(yàn)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(yàn)證過程，如有試驗(yàn)疑問，可以咨詢環(huán)儀儀器相關(guān)技術(shù)人員。
