Deratointi on sitä, että järjestelmää tai komponenttia käytetään sen normaalin käyttörajan alapuolella. Tämä vähentää komponentin heikkenemisnopeutta ja minimoi äärimmäisistä käyttöolosuhteista johtuvat vikaantumiset.
Prosessia tukevat julkaistut derating-käyrät ja eri standardeihin perustuva kirjallisuus. Tarkoituksena on suojautua rasituksilta ja lujuuden vaihteluilta ja estää vikaantumiset, jotka johtuvat käyttöominaisuuksien pienten muutosten vaikutuksista.
Komponentit mitoitetaan yleensä korkeille jännitteille ja lämpötiloille. Näiden olosuhteiden yhtäaikainen soveltaminen voi kuitenkin heikentää komponenttien kuntoa ja johtaa aikaisempaan vikaantumiseen.
Deraaminen lisää keskimääräistä lujuutta, pienentää keskimääräistä jännitystä ja vähentää jännitysvaihteluita. Tämä pidentää komponentin käyttöikää sen lisäksi, että se parantaa luotettavuutta. Teholähteissä derating tehdään yleensä tilanteissa, joissa käyttölämpötilat ovat korkeammat.
Elektroniikkalaitteissa derating voidaan tehdä mille tahansa piirin kolmesta muuttujasta; nimittäin jännitteelle, virralle tai teholle. Näin luodaan puskurivyöhyke valmistajan suositteleman enimmäisnimellisarvon ja todellisen käytetyn rasituksen välille. Menettely on pakollinen joissakin luotettavuusstandardeissa, ja siihen voi sisältyä komponentin rasitusanalyysin suorittaminen derating-ohjeen määrittämiseksi.
Sen vuoksi, että useimmat komponentit on mitoitettu ympäristön lämpötiloissa ja vapaassa ilmassa, minkä vuoksi minkä tahansa näiden olosuhteiden muuttuminen, kuten komponenttien sijoittaminen suljettuun koteloon tai lämpimään ympäristöön, aiheuttaa sen, että komponentti on deratoitava ja sitä on käytettävä alhaisemmilla tasoilla kuin komponentin (komponenttien) nimellisarvot. Tämä estää komponenttien rasittumisen ja heikkenemisen sekä pidentää niiden käyttöikää.
Deratoinnilla tarkoitetaan järjestelmän tai komponentin käyttämistä pienemmällä jännitteellä tai virralla, jolloin lämpöä syntyy vähemmän. Ja sitä voidaan soveltaa lähes kaikkiin elektroniikkakomponentteihin, kuten vastuksiin, diodeihin, transistoreihin, tyristoreihin, LED-IC-piireihin, CPU-kondensaattoreihin ja muihin.
Deratointiohjeet ja -käyrät
Deratointi noudattaa komponentti- tai laitevalmistajien, puolustusvoimien tai minkä tahansa muun viraston antamia standardeja.
Puolijohdekomponenttien deratointikäyrästö perustuu tavallisesti liitospaikkalämpötilaan, joka on tavallisesti lämpimämpi kuin kotelo ja ympäristö. Kullekin komponentille kehitetyt derating-käyrät antavat käyttäjälle mahdollisuuden nähdä maksimihäviötehon erilaisissa käyttöolosuhteissa. On siis ymmärrettävä olosuhteet, kuten ympäristön lämpötila ja ilmavirrat, joita todennäköisesti esiintyy, ja varmistettava, että asianmukainen derating toteutetaan laitteiden tai komponenttien luotettavuuden ja pitkän käyttöiän varmistamiseksi.
Derating-käyrät toimivat oppaana määritettäessä suurinta häviötehoa eri ympäristön lämpötiloissa. Nämä käyrät luodaan laskelmista, joissa maksimiteho perustuu lämpöresistanssiarvoihin eri ilmavirroissa.
Kuva 1: Derating-käyrät 16-napaiselle SOIC (DW) -paketille – Kuvan luotto: Texas Instruments