全彩LED顯示屏的可靠性預(yù)計

1 假設(shè)整機元件均存在并行冗余結(jié)構(gòu)，即當(dāng)有某一元件或模塊失效時，可由另一并行工作的元件或模塊替代，保證整機的正常工作狀態(tài)。
根據(jù)可靠性原理得：
2 假設(shè)整機元件均存在后備冗余結(jié)構(gòu)，即工作單元數(shù)是不變的，當(dāng)有某一元件或模塊失效時，有完全的可靠檢查和轉(zhuǎn)換裝置自動把轉(zhuǎn)換開關(guān)導(dǎo)向后備的元器件或模塊，也可以通過維修的方式，快速更換性能良好的元件或模塊。在所用元件相同，失效檢查和轉(zhuǎn)換裝置百分之百的可靠，而且備用失效率又為零的情況下，兩個單元（一個備用單元）的系統(tǒng)的可靠度為：



從以上三種工作模式：串聯(lián)、并行冗余、后備冗余得出的平均無故障工作時間（式(4)(5)(6)）可以看出，系統(tǒng)采用不同的結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)的工作可靠性有很大影響。實際設(shè)計中，很少把整個系統(tǒng)都設(shè)計成具有冗余的結(jié)構(gòu)。因為盡管冗余設(shè)計可以提高任務(wù)可靠度，但會降低基本可靠度并增加維修和后勤保障的負(fù)擔(dān)，所以，只能針對很重要的組成模塊或失效率較高的模塊將其設(shè)計成具有冗余的結(jié)構(gòu)。
針對本實例中對可靠性影響較大的顯示驅(qū)動板，采用后備冗余設(shè)計來重新預(yù)計系統(tǒng)的可靠性。在實際設(shè)計中，把顯示屏設(shè)計成模塊化結(jié)構(gòu)，即整個顯示屏由126×4塊8×8的顯示方塊組成。當(dāng)顯示屏中有若干個發(fā)光點損壞時，只需要把這些點所在的顯示方塊取下，替代上完好的顯示模塊即可。
根據(jù)式(6)有：
λ驅(qū)動=7414.898×10-6/2=3707.449×10-6
MTBF =134.864h×2=269.728h
λ電源=λ數(shù)傳+λ控制+λ驅(qū)動+λ電源=3782.782×10-6
MTBF=264.36h
從上述的預(yù)計的可靠性指標(biāo)可以看出，把系統(tǒng)中關(guān)鍵的單元設(shè)計成具有冗余的結(jié)構(gòu)，可以極大地提高系統(tǒng)的可靠性。特別需要指出的是，系統(tǒng)在實際使用中當(dāng)有若干個元器件失效時，并不影響系統(tǒng)的正常工作。LED顯示屏通用規(guī)范規(guī)定，整個電子屏的失控點應(yīng)小于3‰[4]，而上述計算的系統(tǒng)平均無故障時間是指系統(tǒng)中沒有一個元器件失效的情況。考慮到LED電子顯示屏允許3‰的失控點，實際應(yīng)用時系統(tǒng)正常工作的時間通常比計算的數(shù)值高得多，MTBF可達(dá)10000小時以上（滿足《LED顯示屏通用規(guī)范》中的要求[4]）。

參考文獻
[1] 徐維新、秦英孝，可靠性工程。北京：電子工業(yè)出版社，1988
[2] 楊家堅、徐賽英，國家軍用標(biāo)準(zhǔn)電子設(shè)備可靠性手冊，北京：國防工業(yè)出版社，1990
[3] Bertram L. Amstadter. Reliability Mathematics. McGraw-Hill, 1987
[4] LED顯示屏通用規(guī)范，SJ/T11141-1997，中華人民共和國電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，1997