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电子产品可靠性设计准则
发布时间:2026-01-09        浏览次数:4        返回列表
 一、可靠性设计的基础理论框架
 
1.1 可靠性的多维定义
 
可靠性是指“产品在规定的条件下、规定的时间内,完成规定功能的能力”。这一定义包含三个关键要素:
 
规定的条件:包括环境条件(温度、湿度、振动等)、使用条件和工作模式
 
规定的时间:产品的有效使用寿命或任务时间
 
规定的功能:产品必须完成的技术性能指标
 
1.2 浴盆曲线与失效模式
 
电子产品典型的失效率随时间变化呈现“浴盆曲线”特征:
 
早期失效期:由于制造缺陷、工艺问题导致的失效,通过老化筛选可消除
 
偶然失效期:失效率相对稳定,是产品的主要使用寿命期
 
耗损失效期:由于材料老化、磨损导致的失效,失效率急剧上升
 
可靠性设计的核心目标就是延长偶然失效期,推迟耗损失效期的到来。
 
二、电子产品可靠性设计的核心准则
 
2.1 简化设计准则
 
简化是可靠性设计的首要原则。每个额外组件都是潜在的失效点,简化设计能直接提高系统可靠性。
 
准则内容:
 
在满足功能要求的前提下,最大限度减少零件数量和种类
 
优先采用标准化、通用化组件
 
减少系统复杂度,降低各组件间的耦合度
 
具体实施方法:
 
1.进行功能分析,消除冗余功能
 
2.采用多功能集成器件替代多个分立器件
 
3.优化系统架构,减少接口数量
 
案例:航天器电源系统简化设计
 
NASA的月球探测器电源系统从最初的复杂多备份设计,简化为太阳能电池板+锂离子电池的简约架构。通过采用高效率、高可靠性的多功能功率管理芯片,将原先需要32个分立元件实现的电源管理功能集成到单颗芯片中,零部件数量减少47%,系统可靠性预计提高30%。
 

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