基于惯性约束聚变强激光装置中金属化膜脉冲电容器“自愈”的失效机理, 提出了更为适合的冲击模型金属化膜脉冲电容器可靠性评估方法。现有的加速退化试验中, 失效阈值往往是事先确定的, 但考虑可靠性产品个体差异及环境影响的不同, 这是不合理的, 针对此问题提出了基于随机阈值的冲击模型金属化膜脉冲电容器退化建模的方法。由于模型过于复杂, 采用MCMC方法进行参数估计。最后通过对电容器的仿真实验, 将随机阈值下的评估结果与固定阈值的情况相对比, 说明了该模型和方法的合理性, 并进一步分析了不同的阈值分布均值和方差对产品可靠性的影响。

分析了金属化膜脉冲电容器的失效机理。根据金属化膜脉冲电容器加速退化数据，研究了其可靠性评价问题。基于疲劳失效的Birnbaum-Saunders模型，建立电容器失效分布函数。根据试验数据可求得该型电容器可靠性模型中参数估计值，并将该值代入失效分布函数即可确定电容器的失效模型，求得该型电容器充放电20 000次的可靠度为0.972 4。使用这种分析方式对金属化膜脉冲电容器进行可靠性分析将更能节省试验时间和费用。

为更加高效地评价自愈式高储能密度金属化膜脉冲电容器的可靠性水平，提出了一种基于步降加速退化试验的金属化膜脉冲电容器可靠性评估算法。对步降加速退化试验进行了阐述，深入探讨了可靠性评估中的关键步骤--试验数据折算过程。在此基础上，提出了基于伪失效寿命的步降加速退化可靠性评估算法和基于随机退化轨迹的步降加速退化可靠性评估算法，最后利用具体实例对该方法的有效性进行了验证。结果表明，与现有方法相比，该方法在保证评估精度的基础上，试验时间可以缩短45%。

从热处理工艺、电极结构设计及工作场强等方面对电容器寿命性能加以分析与试验研究。结果表明:金属化膜电容器热处理温度的选择需要综合考虑膜的收缩以及电极厚度;对应不同方阻,热处理温度存在一个最优值,在该值下电容器可获得最佳的自愈性能,进而达到较长的工作寿命;在不同工作场强下,需权衡电极边缘局部放电以及膜中自愈产生的容量损失比例,优化电极结构。在电极结构、热处理工艺等参数优化设计的基础上,研制出的1.0 kJ/L电容器达到10 000次的大电流充放电寿命。

基于金属化膜脉冲电容器的失效机理,研究了基于加速退化数据的金属化膜脉冲电容器可靠性评估问题,给出了一个该型电容器的加速退化失效模型和参数统计推断方法.基于试验数据可求得该型电容器可靠性模型中未知参数的估计值分别为9.066 9×10-8和0.022 1,将该值代入失效分布函数即可确定电容器的失效模型,由此模型求得该型电容器充放电20 000次的可靠度为0.972 4.使用这种分析方式对金属化膜脉冲电容器进行可靠性分析将更能节省试验时间和费用.

高储能密度金属化膜脉冲电容器是惯性约束聚变装置的关键元器件,由于其"自愈"特性,在短时间内很难得到它的失效数据.通过分析电容器的失效机理,给出了金属化膜脉冲电容器的一个耗损失效模型,推导了该模型的失效概率密度函数和分布函数,并利用电容器的性能衰退数据对其进行了可靠性分析.所选的某型金属化膜脉冲电容器未知参数估计值为0.000 119 4和0.006 7,将该值代入失效分布函数和概率密度函数中,从而确定电容器的失效模型,由此模型求得该型电容器充放电10 000次的可靠度为0.988 5,预计寿命为23 461次充放电.在工程实践中使用该模型对该型电容器进行可靠性分析可节约大量的试验成本.