金屬化膜脈沖電容器可靠性研究1趙建印，彭寶華，孫權(quán)，周經(jīng)倫（國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)信息系統(tǒng)與管理學(xué)院系統(tǒng)工程系，長沙410073）用基于失效數(shù)據(jù)分析的傳統(tǒng)可靠性分析方法來研宄其可靠性。金屬化膜脈沖電容器的失效是退化型失效，根據(jù)其失效機(jī)理，給出了電容器容值退化失效模型，依據(jù)該模型和電容器的容值退化數(shù)據(jù)，對(duì)該型電容器進(jìn)行了可靠性研宄，該型電容器的平均壽命為21165次充放電，其第10000次充放電時(shí)的可靠度為0.9454.在工程實(shí)踐中使用該模型對(duì)該型電容器進(jìn)行可靠性分析可以節(jié)約大量的試驗(yàn)成本。

　　能源系統(tǒng)是慣性約束聚變（ICF）裝置的關(guān)鍵技術(shù)之一，它為裝置放大器中的脈沖氙燈負(fù)載提供符合一定要求的脈沖波型，以使激光光束在放大器中得到益，而能源系統(tǒng)是通過數(shù)百臺(tái)脈沖電容器來提供初始能量的。這類裝置要求所用電容器應(yīng)具有高儲(chǔ)能密度、高可靠性、長壽命、耐高壓等特點(diǎn)，為滿足以上要求，目前的強(qiáng)激光裝置如美國的國家點(diǎn)火裝置NIF（NationalIgnitionFacility）、OMEGA或國內(nèi)的神光I原型等強(qiáng)激光裝置均采用的金屬化膜自愈式高儲(chǔ)能密度脈沖電容器，電容器的可靠性水平對(duì)能源系統(tǒng)及強(qiáng)激光裝置本身的可靠性水平和維護(hù)費(fèi)用有著非常重要的影響。

　　傳統(tǒng)的電容器可靠性分析是基于Weibull分布進(jìn)行的，采用電容器的失效數(shù)據(jù)估計(jì)分布的未知參數(shù)并進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行可靠性評(píng)估，但是與普通箔式電容器相比，金屬化膜電容器具有高可靠性、長壽趙建印（1976-a男，博主要研宄方向?yàn)榭煽啃怨こ塘?（1系辨sohul電子器件命、軟失效等特點(diǎn)，在短時(shí)間內(nèi)很難得到它的壽命數(shù)據(jù)，這就給傳統(tǒng)的可靠性分析方法帶來了困難。金屬化膜脈沖電容器的失效為軟失效，其容值隨使用時(shí)間不斷退化直至超出規(guī)定范圍時(shí)，電容器發(fā)生退化失效。根據(jù)電容器的這種失效特性，可以采用退化數(shù)據(jù)分析來對(duì)電容器進(jìn)行可靠性研究。大多數(shù)情況下，退化數(shù)據(jù)中包含著大量的產(chǎn)品的壽命信息，利用退化分析方法進(jìn)行可靠性研究不必等到樣本失效即可進(jìn)行，這對(duì)高可靠性、長壽命器件來說是一個(gè)非常有效的方法，由于它不需要進(jìn)行大量的產(chǎn)品壽命試驗(yàn)，因此可節(jié)約費(fèi)用及時(shí)間。利用產(chǎn)品的性能退化數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠性分析己經(jīng)引起了科技工作者的注意，并越來越受到重視，相關(guān)的工作可查閱。

　　化膜脈沖電容器進(jìn)行可靠性研究時(shí)，通過分析電容器的微觀失效機(jī)理，給出了金屬化膜脈沖電容器容值退化軌道函數(shù)，并確定了電容器的退化失效模型，比較后利用該模型及電容器的性能退化數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行了可靠性分析。

　　2金屬化膜脈沖電容器失效模型用C0表示電容器的初始容值，c（t）表示t時(shí)刻電容器的電容值，它隨使用時(shí)間不斷下降，根據(jù)金屬化膜脈沖電容器的失效判據(jù)，當(dāng)c（t）95%*C0時(shí)電容器發(fā)生退化失效。因此電容器t時(shí)刻的失效概率為：金屬化膜脈沖電容器的容值退化是由于其在工作電壓的作用下不斷發(fā)生‘自愈“引起的，它在使用過程中是否發(fā)生自愈可認(rèn)為是隨機(jī)的，設(shè)電容器不斷的’自愈”過程為一個(gè)強(qiáng)度為K的Poisson過程N(yùn)（t）；t>0，即到t時(shí)刻電容器發(fā)生自愈的次數(shù)為N（t）；另記電容器單次自愈造成的微小電容損失量為c，因此在極短的時(shí)間段At內(nèi)電容器的自愈次數(shù)為Kt，造成的電容損失為McAt，即：進(jìn)一步可得電容退化率為：1金屬化膜電容器退化失效分析金屬化膜電容器元件是由兩張單面蒸涂厚約20因此t時(shí)刻電容器電容值為：nm的薄金屬（鋁或鋁合金）的有機(jī)膜繞卷而成的，電流的引出是由元件兩端面噴以金屬層來實(shí)現(xiàn)的，由于膜在生產(chǎn)過程中不可避免地存在帶有雜質(zhì)或缺陷的區(qū)域，從而使得這些區(qū)域的耐電強(qiáng)度較低，形成‘電弱點(diǎn)，“5，9.在外施電壓不斷作用下，電弱點(diǎn)處薄膜會(huì)先被擊穿而形成放電通道，當(dāng)薄膜被擊穿的同時(shí)，電荷通過擊穿點(diǎn)形成大電流，引起局部高溫，擊穿點(diǎn)處的薄金屬層會(huì)迅速蒸發(fā)并向外擴(kuò)散使絕緣恢復(fù)，這樣，局部擊穿不會(huì)影響到整個(gè)電容器，電容器仍然可以使用，這一過程稱為’自愈”5，9，10，單次自愈過程所造成的僅是電容量極微小的損失。在使用過程中電容器不斷發(fā)生自愈，電容不斷降低，當(dāng)電容下降量超過預(yù)定閾值時(shí)電容器將發(fā)生退化失效。隨著使用時(shí)間的長，電容器的容值逐漸下降。

　　當(dāng)電容下降量處于一定的界限內(nèi)時(shí)，電容器的性能上式即為金屬化膜脈沖電容器容值的退化軌道函數(shù)，其中的c0為電容器初始容值，不同電容器個(gè)體的初始容值不同，一般服從正態(tài)分布N（L0，0）；K為Poisson過程的強(qiáng)度，它反映了一批電容器的整體特性，對(duì)于同一批電容器來說可認(rèn)為K為一定值；Ac為電容器單次自愈造成的容值損失，不同電容器個(gè)體該值是不同的，一般可認(rèn)為它服從正態(tài)分布；記k =KAc，則k也服從正態(tài)分布，記為N（li，R2）；對(duì)它們各自分布中的小于0的概率值忽略不計(jì)，即認(rèn)為k c00，且初始容值c.和k相互獨(dú)立，因此式（1）可表示為：5%還是穩(wěn)定的，但一旦超過該界限，電容器的性能便急劇惡化，介質(zhì)損耗迅速上升，電容量也迅速衰減。對(duì)于工作在高場(chǎng)強(qiáng)下的儲(chǔ)能金屬化膜脈沖電容器，當(dāng)電容量損失超過5%時(shí)，每次充放電造成的電容量損失會(huì)大大上升，使得電容器的性能不再可靠，因此以5%的電容量損失為金屬化膜脈沖電容器工作壽命由于k的分布函數(shù)：相應(yīng)的概率密度函數(shù)gk：的概率終止的指標(biāo)。In：周丕璋，郭良福，陳德懷等。激光聚變主放大器能源系統(tǒng)述評(píng)由于噪聲的存在，更由于邊緣具有一定的寬度，這里采用平均的方法來保證圓心定位的精度。若對(duì)整個(gè)眼睛粗定位區(qū)域進(jìn)行上述的圓檢測(cè)Hough變換，其計(jì)算量也是相當(dāng)大的，通過Sobel邊緣提取算子處理之后，局部梯度信息可表示為：實(shí)際中，可以更間便地計(jì)算出cos0和sin0cos0=Gx/G（10）只要邊緣上大多數(shù)點(diǎn)滿足上述各式，則可以取參數(shù)矢量a=作為邊緣點(diǎn)的形狀特征。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)瞳孔被眼瞼部分遮掩或存在噪聲時(shí)，仍可以采用上述的方法準(zhǔn)確地計(jì)算出瞳孔圓形邊界的參數(shù)。精確定位后的人臉圖像如：人眼精確定位結(jié)論人臉識(shí)別系統(tǒng)中，眼睛的精確定位是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，后續(xù)的圖像幾何歸一化、圖像矯正和特征提取都依賴于眼睛的位置和幾何參數(shù)。本文提出了一種新的基于積分投影法和Hough變換法的眼睛精確定位方法，即先用積分投影法進(jìn)行眼睛粗定位，再用基于圓檢測(cè)的Hough變換進(jìn)行眼睛的精確定位。使得眼睛定位的計(jì)算速度大幅提升，并且提高了定位的精確度和魯棒性。