MTBF（平均故障间隔时间）告诉了您什么？

MTBF 是设备或系统组件可靠性的衡量。在这篇博客文章中，您会了解到 MTBF 的确切含义，为什么它是电源的重要质量指标，以及它与使用寿命有何不同。

MTBF 这一术语出现在各种技术系统组件的数据表中，经常会引起混淆。这主要是不同的计算方法以及与设备使用寿命相混淆的风险造成的。在普尔世，许多研发专家每天都在处理这两个参数。有了这些知识，我们就为理解这篇博客文章中的难点带来了一点希望。

什么是 MTBF？

MTBF 这个术语是 “Mean Time Between Failures” 的缩写。其具体值被视为电子设备、总成或系统可靠性的衡量。

因此，用户可以根据统计平均值获得设备故障频率的预期值。当然，大多数厂商都试图将故障次数保持在尽可能低的水平；但是，技术设备不可避免地会以一定的概率出现故障。了解这个值对于设备的维护尤为重要。

MTBF 是故障率 λ（lambda）的倒数。反过来，故障率 λ 表示在特定时间段内运行一定数量的装置时，从统计学上讲，预计会发生多少次故障。由于以 1/小时为单位，λ 是一个非常小的数字。

另一方面，MTBF 则以小时为单位，因此在实践中更易于使用，这就是为什么这个值已被接受成为衡量可靠性的通用指标。

通过计算示例，可以看出故障率和 MTBF 之间的相关性十分清晰。

在工厂中，安装了 1,000 台相同的装置，运行了 2,000 个小时。因此总运行时间为 200 万小时。如果在此期间有 4 台装置发生故障，则下列故障率 λ 计算方法适用：

Calculation of the failure rate λ.

对于作为故障率倒数的 MTBF，以下公式适用：

值得注意的是，故障率和 MTBF 都与统计故障相关。这些从运行的第一个小时起就适用。

最著名的 MTBF 可视化图形就是所谓的浴盆曲线（参见图 1）。

MTBF 中不考虑早期故障（参见 A 阶段），因为厂商应通过内部质量测试将早期故障排除，然后再交付给客户。

在运行阶段（参见 B 阶段），较高温度尤其会加速最终导致故障的过程。在这种情况下，组件所承受的热应力会增加故障率。因此，系统开发人员和维护专家主要关注应用中的低温，以尽可能降低故障率。

顺便说一句，磨损效应（参见 C 阶段）不包括在 MTBF 中，因为仅考虑使用寿命阶段，在该阶段可能不会发生与老化相关的故障。

图 1：浴盆曲线是 MTBF 的可视化图形。

可以通过不同的方式确定故障率 λ。取决于所选择的方式，结果会有所不同。因此，用户必须始终参照技术规格和基本运行条件来确定产品数据表中规定的故障率或 MTBF 值。

以 DIN 导轨电源为例，我们来看看两种不同的计算方式。

确定 λ 的最快、最简单的方法就是所谓的 “零件计数法”。在这里，仅对电源装置中的单个组件进行计数，然后乘以平均故障率。然后将计算结果评估为整台电源装置的故障率。但是，这种方法并不准确。

更复杂的替代方法是确定每个单独组件的故障率。为此，计算每个组件的电气负载，并通过测量来确定热应力。根据得出的这些值，通过软件来确定组件的故障率。这种方法在普尔世很常用。

可以采用各种标准来计算故障率。MIL 手册 217F 经常用于全局层面的计算。然而，基于 MIL 确定的故障率更应该被评价为比较保守。根据 IEC 61709，基于西门子标准 SN 29500 的计算方法得出的值更符合实际。

利用单个组件故障率的总和，最终得出电源装置的总故障率 λ。接下来可以计算电源装置的 MTBF，如上所述。

如果不指明基础标准和运行条件，MTBF 值就毫无价值。特别是，负载条件和当时的环境温度是决定性因素。在比较不同厂商的产品时，必须特别注意这些值，如有必要，必须进行查询。

普尔世在其产品数据表中提供与 MTBF 相关的所有信息。

数据表中有关使用寿命的信息与运行期间的统计故障无关。使用寿命表示组件开始使用至因磨损而无法使用的时间。

在电源装置中，必须特别注意电解电容器。这类组件被认为是决定使用寿命的关键，因为随着时间的推移，由于电解质的扩散，电解电容器会失去电容量。

电解电容器厂商在其数据表中指明了使用寿命终止时间。在这一点上，重要的参数，例如电容和内阻，与初始值存在一定量的偏差。

电解电容器对在这里您可以详细了解为什么使用寿命会取决于温度。” title=”高环境温度” entity_id=”23″}}特别敏感。温度每升高 10 °C，电解电容器的使用寿命就会缩短 2 倍，从而直接影响电源装置的使用寿命。

工业电源从投入使用的第一分钟起就应该运行可靠，同时要连续多年保障系统的正常供电。因此，MTBF 和使用寿命都是电源装置的重要质量指标，应处于较高水平。

在普尔世，电源的可靠性和使用寿命一直都是重中之重。MTBF 和使用寿命的对应值在设备的数据表中均有详细说明，并针对各种运行条件给予了精确指明。

这些可靠的值使得客户和用户更容易规划和实现通常由数百个系统组件组成的复杂系统。

同时，可靠耐用的电源也有利于我们的在这里，您可以了解高效电源如何积极保护环境和节省成本。由于降低了需要更换电源装置的频率，因此可以节约资源、减少电子垃圾的产生。