AN-145DE

www.ixysic.com

11

Anwendungs-Note: AN-145DE

10. Tatsächliche Kosten der geringeren EMR

Zuverlässigkeit

Bei Anwendungen führt die geringere Ausfallsicherheit

von EMRs zu höheren Produkt-Lebensdauer Kosten.

Dieser Abschnitt beschreibt die Ausfallsicherheit von

SSRs gegenüber EMRs in Form von MTBF-Werten und

bezieht die Kosten ein.

Die zu diesem Vergleich herangezogenen MTBF-Werte

stammen aus “Telcordia Zuverlässigkeitsermittlung für

Die Telcordia Zuverlässigkeitsvorhersagen konzentrie-

ren sich auf elektronisches Equipment. Es kann für

handelsübliche Bauelemente Vorhersagen auf Bau-

teilebene, Systemebene oder Projektebene machen.

Telcordia benutzt drei Methoden für die Produkt-Zu-

verlässigkeitsvorhersage.

•

I.

Bauelementeanzahl

•

II.

Bauelementeanzahl kombiniert mit Labordaten

•

III.

Vorhersagen basierend auf Feldversuchen

Bei IXYS ICD wird Methode I und Methode II zur Ermitt-

lung der Produkt-MTBF-Werte herangezogen. Im fol-

genden Beispiel wurden die MTBF-Werte bei einem

Lebensdauertest unter erhöhten Temperaturen nach

Methode II ermittelt.

Es besteht eine bedeutungsvolle Relation zwischen

Zuverlässigkeit und Kosten. Bei EMRs treten Feldaus-

fälle auf, dabei ist die Ausfallhäufigkeit proportional zu

der erwarteten Fehlerhäufigkeit. Die geringste Fehler-

häufigkeit ergibt die geringste Ausfallhäufigkeit. Man

kann die Zusatzkosten bei einem Relais berechnen, in-

dem man die Kosten der erwarteten Ausfälle über des-

sen angegebener Lebensdauer ermittelt. Das Beispiel

in Tabelle 3 vergleicht ein einpoliges EMR mit einem

einpoligen SSR (LCA110).

Die Lebenserwartung des EMRs beträgt gemäß den

Angaben des Datenblatts 900.000 Betätigungen. Mit

den gegebenen Daten würde es einen Ausfall geben,

wenn man 100 Relais unter der vorgegebenen Lastbe-

dingung 900.000 mal betätigt. Die Zuverlässigkeit eines

SSRs ist nicht über die Schalthäufigkeit definiert, son-

dern vielmehr als Gesamtlebensdauer. In Folge davon

ist die Schalthäufigkeit nicht eingeschränkt. In diesem

Beispiel wurden 5 Millionen Schaltzyklen für den Ver-

gleich zu Grunde gelegt.

Man kann die Ausfallhäufigkeit pro 10.000 Betätigun-

gen errechnen. In diesem Beispiel sind die Anschaf-

fungskosten der Relais gleich und Kosten pro Fehler

betragen $100. Die Fehlerkosten können bei Equip-

ment bestimmt werden, die im Feld repariert werden,

jedoch sind sie schwer zu beurteilen, wenn Unbe-

kannte wie Umsatzausfall und Kunden-Unzufrieden-

heit einbezogen werden sollen. Sind bei einer

Anwendung Stückzahl und Betätigungsanzahl

vorgegeben, ist es einfach die Zusatzkosten eines

Relais zu berechnen.

Tabelle 3:

Lebenserwartung - Kostenvorteil bei SSRs

Kostenfaktor

EMR

LCA110

SSR

Lebenserwartung bei 250 V, 120 mA,

resistive Last, Anzahl Betätigungen

900.000

5 Mio.

0

1

lh

a

z

n

a

r

el

h

e

F

Ausfallhäufigkeit pro 10.000

Betätigungen

0,01%

0%

7,

0

$

7,

0

$

n

et

s

o

kl

ie

tu

a

B

0

0

1

$

0

0

1

$

n

et

s

o

kr

el

h

e

F

Erwartete Betätigungszahl

100.000

100.000

Zusatzkosten (Fehlerkosten x Fehler

pro Betätigung x Betätigungsanzahl)

$1

$0

Benutzungsgrad (Benutzungsdauer /

Gesamtlebenserwartung)

11%

2%

Bereinigte Zusatzkosten

(Benutzungsgrad x Zusatzkosten)

$0,11

$0,00

Bereinigte tatsächliche Kosten

(Einkaufspreis + Zusatzkosten)

$0,61

$0,50

Benutzungskosten bei 100.000 Relais

(bereinigte tatsächliche Kosten x

Anzahl gekaufter Relais)

$61.111

$50.000

Zuverlässigkeits-Kostenvorteil der

SSR Lösung

$11.111

Der Benutzungsgrad multipliziert mit den Ausfall-

kosten ergibt die anfallenden Zusatzkosten. Das alles

spiegelt die Zusatzkosten pro Relais wieder, die

unmittelbar der geringeren Zuverlässigkeit einer EMR-

Lösung zugeschrieben werden können. Addiert man

die Zusatzkosten zu dem Relais-Einkaufspreis

ergeben sich die bereinigten, tatsächlichen Kosten

des Relais. Multipliziert man dies nun mit der Anzahl