Derating je, když je systém nebo součást provozována pod svým normálním provozním limitem. Tím se snižuje rychlost opotřebení součásti a minimalizují se poruchy způsobené extrémními provozními podmínkami.
Proces je podpořen publikovanými deratingovými křivkami a literaturou založenou na různých normách. Účelem je chránit před namáháním a kolísáním pevnosti a zabránit poruchám vzniklým vlivem malých změn provozních charakteristik.
Součástky jsou obvykle dimenzovány na vysoká napětí a teploty. Současné použití těchto podmínek však může zhoršit vlastnosti součástek a vést k dřívějšímu selhání.
Deratizace zvyšuje průměrnou pevnost, snižuje průměrné napětí a snižuje kolísání napětí. Tím se kromě zvýšení spolehlivosti prodlouží i životnost součástky. U napájecích zdrojů se snižování napětí obvykle provádí v situacích, kdy jsou provozní teploty vyšší.
U elektronických zařízení lze snižování napětí provést u kterékoli ze tří obvodových veličin; konkrétně u napětí, proudu nebo výkonu. Tím se vytvoří nárazníková zóna mezi výrobcem doporučenou maximální jmenovitou hodnotou a skutečně použitým napětím. Tento postup je v některých normách spolehlivosti povinný a může zahrnovat provedení analýzy namáhání součástky za účelem stanovení směrnice pro snížení hodnoty.
Protože většina součástek je dimenzována na teplotu okolí a volného vzduchu, změna kterékoli z těchto podmínek, jako je umístění součástky v uzavřeném pouzdře nebo v horkém prostředí, musí být součástka snížena a provozována na nižších úrovních, než jsou jmenovité hodnoty součástky (součástek). Tím se kromě prodloužení životnosti zabrání namáhání a zhoršování stavu součástek.
Derating zahrnuje provoz systému nebo součástky při nižším napětí nebo proudu, a proto se vytváří méně tepla. A lze ji použít téměř na všechny elektronické součástky včetně rezistorů, diod, tranzistorů, tyristorů, integrovaných diod LED, kondenzátorů procesorů a dalších.
Směrnice a křivky pro derating
Derating se řídí normami výrobců součástek nebo zařízení, armády nebo jiných agentur.
Křivka deratingu pro polovodičové součástky je obvykle založena na teplotě spoje, který obvykle pracuje na vyšší teplotě než pouzdro a okolí. Deratingové křivky vyvinuté pro každou součástku umožňují uživateli zjistit maximální ztrátový výkon v rozsahu provozních podmínek. Je tedy třeba porozumět podmínkám, jako je teplota okolí a proudění vzduchu, které se pravděpodobně vyskytnou, a zajistit, aby bylo provedeno vhodné snížení výkonu, aby byla zajištěna spolehlivost a dlouhá životnost zařízení nebo součástek.
Snižovací křivky slouží jako vodítko při určování maximálního ztrátového výkonu při různých teplotách okolí. Tyto křivky jsou generovány z výpočtů maximálního výkonu na základě hodnot tepelného odporu při různých průtocích vzduchu.
Obrázek 1: Deratingové křivky pro 16pinový SOIC (DW) Package – Image credit: Texas Instruments
.