Le derating consiste à faire fonctionner un système ou un composant en dessous de sa limite normale de fonctionnement. Cela réduit le taux de détérioration du composant et minimise les défaillances attribuées à des conditions de fonctionnement extrêmes.
Le processus est soutenu par des courbes de déclassement publiées et par la littérature basée sur diverses normes. L’objectif est de protéger contre les contraintes et les variations de résistance et de prévenir les défaillances résultant des effets de petits changements dans les caractéristiques de fonctionnement.
Les composants sont généralement prévus pour des tensions et des températures élevées. Cependant, l’application de ces conditions simultanément peut détériorer les composants et conduire à une défaillance plus précoce.
La dératisation augmente la résistance moyenne, diminue la contrainte moyenne et diminue les variations de contrainte. Cela prolonge la durée de vie du composant en plus d’améliorer sa fiabilité. Dans les unités d’alimentation, le déclassement est généralement effectué dans les situations où les températures de fonctionnement sont plus élevées.
Dans les équipements électroniques, le déclassement peut être effectué sur l’une des trois variables du circuit ; à savoir la tension, le courant ou la puissance. Cela crée une zone tampon entre la valeur nominale maximale recommandée par le fabricant et la contrainte réelle appliquée. La procédure est obligatoire dans certaines normes de fiabilité et peut impliquer la réalisation d’une analyse de contrainte du composant pour déterminer la ligne directrice de déclassement.
Puisque la plupart des composants sont évalués à des températures ambiantes et à l’air libre, un changement dans l’une de ces conditions, comme le fait de mettre les composants dans un boîtier étanche ou dans un environnement chaud, le composant doit être déclassé et fonctionner à des niveaux inférieurs aux valeurs nominales du ou des composants. Cela empêche le stress et la détérioration des composants en plus de prolonger sa durée de vie.
Le déclassement implique de faire fonctionner le système ou le composant à une tension ou un courant plus faible et donc moins de chaleur générée. Et peut être appliqué à presque tous les composants électroniques, y compris les résistances, les diodes, les transistors, les thyristors, les LED ICs, les CPUs les condensateurs et autres.
Lignes directrices et courbes de derating
Le derating suit les normes des fabricants de composants ou d’équipements, de l’armée ou de toute autre agence.
La courbe de derating pour les composants semi-conducteurs est généralement basée sur la température de jonction qui fonctionne généralement plus chaude que le boîtier et l’ambiance. Les courbes de déclassement développées pour chaque composant permettent à un utilisateur de voir la puissance maximale de dissipation sur une gamme de conditions de fonctionnement. Il faut donc comprendre les conditions telles que la température ambiante et les débits d’air susceptibles d’être rencontrés et s’assurer que le déclassement approprié est mis en œuvre pour garantir la fiabilité et la longue durée de vie de l’équipement ou des composants.
Les courbes de déclassement servent de guide lors de la détermination de la puissance maximale dissipée à diverses températures ambiantes. Ces courbes sont générées à partir de calculs de la puissance maximale basés sur les valeurs de résistance thermique à différents débits d’air.
Figure 1 : Courbes de déclassement pour le boîtier SOIC 16 broches (DW) – Crédit image : Texas Instruments
.