光储逆变电源高温老化室基于Peck模型下的可靠性验证

光储逆变电源（光伏逆变器）是一种由半导体器件组成的电力调整装置，主要用于把直流电力转换成交流电力。由逆变器使用环境和失效机理分析，仅仅采用单一温度、湿度和电应力的单应力加速模型不能适用于该型产品。

为了验证逆变器较高的可靠性指标，综合考虑样品成本、数量和试验周期等经济、时效和可行性因素，选用温度-湿度（Peck）模型双应力寿命加速模型，并基于此加速模型进行可靠性鉴定试验，逆变器试验样本量选为10台。以下是逆变器的可靠性验证内容。

试验设备：环仪仪器 光储逆变电源高温老化室

试验样品：10台逆变器

试验模型：温度-湿度（Peck）

可靠性验证过程：

加速试验剖面的确定：

结合逆变器在使用的温度、湿度环境，基于加速损伤理论选定的逆变器加速寿命模型符合Peck温-湿应力模型，该寿命-应力模型是由温度模型和湿度模型相乘耦合的双应力综合模型，即：

式中：

t-失效前时间；

A-常数；

RH-相对湿度，单位为%；

n-常数；

Ea-激活能，单位为eV;

k-波尔茨曼常数，取值为8.617×10^-5eV/K;

T-绝对温度，单位为K。

加速因子的确定：

针对逆变器的硬件组成以半导体和IC器件为主，IC器件常见故障的激活能一般在0.8~1.0 eV之间。结合类似电力电子产品研发的工程经验及标准推荐，本次产品激活能取Ea=0.9 eV。

n的范围在1～12之间，取典型值n=3。则加速因子为：

式（2）中：

RHu—常规运行下的百分比相对湿度，RHu=85%;

RHs—加速应力下的百分比相对湿度，RHs=95%;

Tu—常规运行下以K表示的温度，Tu=308.15;

Ts—加速应力下以K表示的温度，Ts=338.15;

K—波尔茨曼常数，取值为8.617×10^-5eV/K。

统计方案：

为了快速地验证该型逆变器可靠性指标是否达到分配指标，综合考虑确定使用方风险β为30%，选择试验统计方案号为GJB899A—2009标准附录A中图A.24方案号30-1，拒收故障数为1。

如下表计算所示，当10台逆变器试验样品按照上述试验应力剖面进行加速试验时，出现1次责任故障或时间累计达到2 124.739 h时（两者优先满足其一即可），即判决该逆变器通过可靠性鉴定。

可靠性试验结果：

加速试验后，根据逆变器试验记录统计，经过筛选后的10台逆变器同时开始试验，在设定的加速试验剖面下加速运行至261.5h，责任故障数r=0结束试验，则10台逆变器累计试验时间2 615 h,0失效，判为接收，通过试验。

对本次试验全过程进行统计，总的试验时间为T，责任故障数为r，根据GJB 899A-2009“A.5.4.4”可知，定时试验的验证区间，估计值和区间估计值的计算公式为：

由于r=0，无法得到点估计值和置信上限，仅能进行置信下限的估计。此处采用一种简便的MTBF置信下限的估算方法：

使用方风险β=30%时，总试验时间为T=2 615 h，本次试验逆变器计算出的MTBF置信下限：

又结合加速因子，推导出常规运行环境下该型逆变器的MTBF置信下限：

由此可知，在等效2 615 h可靠性试验结束时，在70%置信度下逆变器MTBF的置信下限值为61 328 h，符合逆变器分配的可靠性指标MTBF≮50 000 h的要求。

以上就是光储逆变器Peck模型下的可靠性验证过程，如有试验疑问，可以咨询环仪仪器相关技术人员。