Derating er, når et system eller en komponent drives under sin normale driftsgrænse. Dette reducerer komponentens forringelseshastighed og minimerer fejl, der skyldes ekstreme driftsforhold.
Processen understøttes af offentliggjorte deratingkurver og litteratur baseret på forskellige standarder. Formålet er at beskytte mod belastninger og styrkevariationer og forhindre svigt, der skyldes virkningerne af små ændringer i driftsegenskaberne.
Komponenter er normalt klassificeret ved høje spændinger og temperaturer. Anvendelse af disse forhold samtidig kan imidlertid forringe komponenterne og føre til tidligere svigt.
Derating øger den gennemsnitlige styrke, mindsker den gennemsnitlige spænding og mindsker spændingsvariationer. Dette forlænger komponentens levetid ud over at øge pålideligheden. I strømforsyningsenheder foretages derating normalt i situationer, hvor driftstemperaturerne er højere.
I elektronisk udstyr kan derating foretages på en hvilken som helst af de tre kredsløbsvariabler; nemlig spænding, strøm eller effekt. Herved skabes en bufferzone mellem producentens anbefalede maksimale nominelle værdi og den faktiske anvendte belastning. Proceduren er obligatorisk i nogle pålidelighedsstandarder og kan indebære, at der udføres en belastningsanalyse af komponenten for at bestemme derating-retningslinjen.
Da de fleste komponenter er normeret ved omgivelsestemperaturer og fri luft, skal komponenten ved en ændring af nogen af disse forhold, f.eks. ved at anbringe komponenterne i en forseglet kasse eller i et varmt miljø, derated down og drives på lavere niveauer end komponentens (komponenternes) normerede værdier. Dette forhindrer belastning og forringelse af komponenterne og forlænger desuden deres levetid.
Derating indebærer, at systemet eller komponenten kører ved en lavere spænding eller strømstyrke, og at der derfor genereres mindre varme. Og kan anvendes på næsten alle elektroniske komponenter, herunder modstande, dioder, transistorer, thyristorer, LED’er IC’er, CPU’er kondensatorer og andre.
Derating retningslinjer og kurver
Derating følger standarderne fra komponent- eller udstyrsproducenter, militæret eller andre organer.
Derating-kurven for halvlederkomponenter er normalt baseret på forbindelsestemperaturen, som normalt kører varmere end kabinettet og omgivelserne. Deratingkurver, der er udviklet for hver enkelt komponent, giver brugeren mulighed for at se den maksimale effektudledning over en række driftsbetingelser. Man bør derfor forstå de forhold som f.eks. omgivelsestemperaturen og luftstrømmene, som man sandsynligvis vil opleve, og sikre, at der gennemføres en passende derating for at sikre pålidelighed og lang levetid for udstyret eller komponenterne.
Derating-kurverne fungerer som en vejledning ved bestemmelse af den maksimale effekttab ved forskellige omgivelsestemperaturer. Disse kurver genereres ud fra beregninger af den maksimale effekt baseret på værdierne for den termiske modstand ved forskellige luftstrømme.
Figur 1: Derating-kurver for 16-pin SOIC (DW) Package – Image credit: Texas Instruments