电子设备的可靠性研究

井 勇

身份证号：341124198807230010

电子设备的可靠性研究

井 勇

身份证号：341124198807230010

可靠性是电子设备最重要的性能，如果可靠性无法保证，其电子设备的其他方面功能也无法正常应用。电子设备发挥作用的前提是具备一定的可靠性，也即在相应的运用场所以及规定的时间内能够正常运行，以达到正常使用的目的。因此，电子设备的可靠性提升是一个极其重要且具备极大挑战的工作，对未来的经济发展和科技进步起到了至关重要的意义。基于此，文章就电子设备的可靠性进行相关的分析。

电子设备；可靠性；措施

1.可靠性设计的意义

可靠性贯穿于电子设备的整个寿命周期，从设备的设计、制造到安装、使用、维护的各阶段都有一个可靠性问题。但首先要抓好可靠性设计，设备可靠性的定量指标应该在设计过程就得到落实，为设备的固有可靠性奠定良好的基础。反之，一个忽视可靠性设计的产品，必然是“先天不足、后患无穷”，在使用过程中大部分会暴露出一系列不可靠问题。据统计，由于设计不当而影响设备可靠性的程度占各种不可靠因素的首位。所以，我们必须扭转只搞性能指标设计，忽视可靠性设计的倾向，在产品研制、设计阶段，认真开展可靠性设计，为设备固有可靠性奠定基础。

2.某电子设备可靠性验证试验方案的设计

2.1 选择统计试验方案的原则

电子设备的可靠性统计验证试验设计是根据所选定的试验类型来进行的，根据相关文献研究可知对于电子产品的可靠性分为两个环节，分别为可靠性的鉴定试验与验收试验。然而，在进行可靠性鉴定之前需要对被检测对象的相关规范性文件加以分析，以了解相关技术参数，进而根据被检测对象在实际环境中使用情况以制定被检测对象的可靠性实验的大纲。一般而言，实验性大纲主要包括以下内容：实验的目的、实验的对象、实验的数量、实验的条件、实验的环境等，交由相关人员审核确定之后即可根据试验大纲以及实验的原则以确定最优的实验方案。

2.1.1 定时截尾试验方案。对于MTBF值的确定通常需要通过实验来加以确定，同时由于实验涉及到成本与时间问题，采用截尾试验方案较为实用，在大多数电子设备的可靠性测试中均采用此法。

2.1.2 序贯试验方案。如仅需以预定的判决风险率(α，β)来对假设的MTBF值(θ0，θ1)作出判决，不需要事先确定总试验时间时，可选用序贯试验方案。因此，一般电子设备可靠性验收试验选用此方案。

2.1.3 全数试验方案。如果设备较多且需要多台加以判决时，全数试验方案是最为适宜的方法，但是需要考虑到成本与安全问题。

2.1.4 定数截尾试验方案。当需要事先规定试验截尾的失效数，利用试验数据来评估设备可靠性的特征量时，可采用定数截尾试验方案。由于事先不易估计所需的试验时间，所以，实际的电子设备对该方案采用较少。

2.1.5 试验方案的确定。综合上述分析与实验方案相关原则以及实验对象也即电子设备的进行可靠性实验的实际需求，在该电子设备的可靠性分析中采用了截尾试验方案。

2.2 环境条件及应力的确定

电子设备可靠性测试前需确定实验环境条件以及所需施加的应力，首先需要综合该类电子设备同类产品加以确定，然后结合相关系数进行试验设计以模拟该电子设备在实际场合中运用环境。

2.3 试验结果

根据上述参数、原则、环境条件、应力等相关方面的确定并进行了为其近一个月的实验得知该电子设备的可靠性系数相对较高，故障发生系数低于2。同时，在完成可靠性实验之后即可对被检测对象的性能进行了检查得知，该类电子设备的可靠性符合产品的相关规范。

3.提高可靠性的具体措施

3.1确定电子产品的使用工况，确定研发方案、战术技术指标、组装工艺及防护等级等信息。

3.2降额设计。将电子元器件的工作应力适度降低，低于规定的额定值，从而降低元器件的基本故障率。电子元器件对电应力和温度应力较为敏感，降额设计是降低基本故障率的常用手段，在最佳降额范围内，采取I级、II级、III级降额等级，可实现可靠性提高和成本控制的最优方案。

3.3散热设计。首先，在硬件设计上尽可能地提高电能利用率，将发热量控制在尽可能小的程度，减少热阻，降低元器件失效率。采用模块化布局，将功耗件、发热源进行最优化布局，设计合理的散热通道，将热能竟可能地快速排出到外部空间，降低元器件基本故障率，提升设备整体的可靠性。

3.4电磁兼容性设计。采用屏蔽手段将干扰限制在可接受的范围内，并限制自身的电磁信号向外部空间辐射，而影响其他设备。根据使用环境中的干扰源性质、强度、频率等，确定合理的屏蔽手段和屏蔽体，解决电子元器件由于受到电磁干扰而引起的失效或故障率，从而提升整机运行的可靠性。

3.5采用成熟度更高的元器件及组装工艺，尽量选用标准间，尤其是在易损易耗件的选择上优先采用标准件。

3.6进行冗余设计，使系统具备多种手段来实现同一种功能，尤其在关键技术环节采用此设计。如：并联结构设计，当一个功能模块失效时，并联支路的其它功能模块一样可以保障系统的正常运行，以此来提高系统的工作可靠性。

3.7薄弱环节要提高最低可靠度元器件的可靠度，以增强整个系统或模块的可靠度。

3.8增设全方位的保护功能，如过载保护、过压保护、欠压保护等保护措施，提升产品运行可靠性。

3.9进行防振、防冲击的设计，以及在包装、运输、存储过程中的安全防护，提升产品可靠性。

综上所述，可知电子设备的可靠性设计至关重要，虽然保证其可靠性设计的方面有很多，因此需要做好电子元器件的品控把关、合理设计、严格要求是提高电子产品可靠性的重要手段，提高产品的可靠性也就是提高了产品的核心竞争力。科技进步的体现就是产品质量的升级及可靠性能的增强。

[1]崔国友,韩小明,曾志红.船用电子设备的可靠性设计与分析[J].中国修船,2015,28(05)：15-18.

[2]朱永.电子设备可靠性增长试验方法及应用研究[J].电子产品可靠性与环境试验,2015,33(03)：17-22.

[3]黄景德,刘薇.无先验信息的三态电子设备可靠性评定方法[J].电子测量与仪器学报,2015,29(01)：77-83.