Essais & Simulations n°140

MESURES
Comme indiqué précédemment, une variation
de 10 K de la température induit une
variation de presque 50% de la durée de vie.
En raison de cette relation entre température
et durée de vie, il est indispensable de dispo-
Voilà pourquoi il est très important
pour les ingénieurs d’utiliser des
modèles exacts pour effectuer leurs
prévisions de fiabilité lors des premiers
stades du développement. En outre, il
est crucial de se baser sur des conditions
limites adéquates, précises et qui
correspondent à l’application.
Pour résumer, le terme « électronique
de puissance » désigne l’utilisation
de composants électroniques
à semi-conducteurs pour contrôler
le courant électrique. Dans l’industrie
moderne, il existe de nombreuses
applications dans lesquelles l’électronique
de puissance contribue à contrôler
le courant électrique. Ainsi, les
sance du marché de l’électronique de puissance
redresseurs permettent de transformer
le courant alternatif distribué par
le réseau électrique en courant continu direct, par exemple pour recharger
la batterie d’une voiture électrique. Dans les appareils personnels tels que
les téléphones portables, des convertisseurs CC/CC sont utilisés pour maintenir
la tension à une valeur fixe quel que soit le niveau de charge de la batterie.
La plupart des entreprises utilisent le modèle empirique de base Coffin-Manson
(voir Équation 1) et ajoutent à l’équation des influences spécifiques qu’elles
ont observées lors de leurs expériences.
Nf : cycles avant défaillance
a et n : paramètres empiriques
T : température
Ainsi, l’approche d’Arrhenius (Équation 2) est très souvent ajoutée à la loi de
Coffin-Manson pour prendre en compte l’influence de la température de jonction
moyenne sur la prévision de la durée de vie.
Figure 2. Niveau de détail - Construction d'un modèle - Qualité des résultats
« Grâce aux résultats de
notre étude, réalisée à l’aide
du testeur MicReD Power
Tester et de FloEFD, il est
possible de créer des modèles
de simulation fiables et
réutilisables. »
Christian Rommelfanger, ZFW
Ea : énergie d’activation
K : paramètre empirique
Tm : température moyenne
Tj : température de jonction
Nous avons utilisé le testeur MicReD Power
Tester afin de déterminer les coefficients
empiriques de l’équation de Coffin-Manson,
ainsi que de nombreux autres paramètres
utilisés dans différents types de lois
régissant la durée de vie établies par nos
clients. Il existe un grand nombre de stratégies
pour déterminer les constantes des lois
qui déterminent la durée de vie des composants,
telles que la variation de la température
constante ou le courant constant, etc. La
stratégie appropriée dépend toujours de l’application
considérée. En nous basant sur les
constantes ci-dessous pour une application
donnée, appropriées pour la loi Coffin-Manson
de base, nous arrivons au résultat qu’une
variation de la température de jonction d’environ
10 K induit une variation d’environ
44% de la durée de vie (Équation 3).
a = 10000000000
n = 2,7
Nf (80°C) = 72720
Nf (70°C) = 104288
ESSAIS & SIMULATIONS • N°140 • février - mars 2020 I37