Derating är när ett system eller en komponent drivs under sin normala driftgräns. Detta minskar komponentens försämringshastighet och minimerar fel som beror på extrema driftsförhållanden.
Processen stöds av publicerade deratingkurvor och litteratur baserad på olika standarder. Syftet är att skydda mot påfrestningar och hållfasthetsvariationer och förhindra fel som uppstår på grund av effekterna av små förändringar i driftsegenskaperna.
Komponenterna är vanligtvis dimensionerade för höga spänningar och temperaturer. Att tillämpa dessa förhållanden samtidigt kan dock försämra komponenterna och leda till tidigare fel.
Derating ökar den genomsnittliga hållfastheten, minskar den genomsnittliga spänningen och minskar spänningsvariationerna. Detta förlänger komponentens livslängd förutom att öka tillförlitligheten. I strömförsörjningsenheter görs derating vanligtvis i situationer där driftstemperaturerna är högre.
I elektronisk utrustning kan derating göras på någon av de tre kretsvariablerna; nämligen spänning, ström eller effekt. Detta skapar en buffertzon mellan tillverkarens rekommenderade maximala nominering och den faktiska belastningen. Förfarandet är obligatoriskt i vissa tillförlitlighetsstandarder och kan innebära att man utför en stressanalys av komponenten för att fastställa riktlinjen för nedtrappning.
Då de flesta komponenter är dimensionerade för omgivningstemperaturer och fri luft, måste komponenten vid en förändring av något av dessa förhållanden, t.ex. om man placerar komponenterna i ett förseglat hölje eller i en varm miljö, nedtrappas och drivas på lägre nivåer än komponentens (eller komponenternas) nominella värden. Detta förhindrar belastning och försämring av komponenterna och förlänger dessutom deras livslängd.
Derating innebär att systemet eller komponenten körs med lägre spänning eller strömstyrka och därför genereras mindre värme. Och kan tillämpas på nästan alla elektroniska komponenter inklusive motstånd, dioder, transistorer, tyristorer, lysdioder ICs, CPUs kondensatorer och andra.
Riktlinjer och kurvor för derating
Derating följer standarderna från komponent- eller utrustningstillverkarna, militären eller någon annan myndighet.
Derating-kurvan för halvledarkomponenter baseras vanligen på förbindningstemperaturen, som vanligen löper varmare än höljet och den omgivande miljön. De deratingkurvor som utvecklats för varje komponent gör det möjligt för användaren att se den maximala effektförlusten under ett antal driftsförhållanden. Man bör därför förstå de förhållanden, t.ex. omgivningstemperatur och luftflöden, som sannolikt kommer att råka ut för och se till att lämplig derating genomförs för att säkerställa tillförlitlighet och lång livslängd för utrustningen eller komponenterna.
Deratingkurvorna fungerar som en vägledning när man fastställer den maximala effektförlusten vid olika omgivningstemperaturer. Dessa kurvor genereras från beräkningar av den maximala effekten baserat på värmemotståndsvärdena vid olika luftflöden.
Figur 1: Derating-kurvor för 16-stifts SOIC (DW)-paketet – Bildkredit: Texas Instruments