电子产品可靠性设计相关知识(ppt 21页)
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可靠性(详细全面)精品PPT课件
产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。
记为：R(ｔ)
即：R(ｔ)=P{Ｔ>ｔ}
其中：T为产品的寿命；ｔ为规定的时间； 事件{Ｔ>ｔ}有下列三个含义：
产品在时间ｔ内完成规定的功能；
产品在时间ｔ内无故障；
产品的寿命Ｔ大于ｔ。
若有N个相同的产品同时投入试验，经历时间ｔ后有n(t)件产品
机械可靠性设计是常规设计方法的进一步发展和深化，它更为科学 地计及了各设计变量之间的关系，是高等机械设计重要的内容之一。
三、可靠性工作的意义
绪论
可靠性是产品质量的一项重要指标。
重要关键产品的可靠性问题突出，如航空航天产品；
量大面广的产品，可靠性与经济性密切相关，如洗衣机等；
高可靠性的产品，市场的竞争力强；
绪论
可靠性是涉及多种科学技术的新兴交叉学科，涉及数学、失效物理学、 设计方法与方法学、实验技术、人机工程、环境工程、维修技术、生产管 理、计算机技术等；
可靠性工作周期长、耗资大，非几个人、某一个部门可以做好的，需 全行业通力协作、长期工作；
目前，可靠性理论不尽成熟，基础差、需发展。 与其他产品相比机械产品的可靠性技术有以下特点：
因设计安全系数较大而掩盖了矛盾，机械可靠性技术落后；
机械产品的失效形式多，可靠性问题复杂；
机械产品的实验周期长、耗资大、实验结果的可参考性差；
机械系统的逻辑关系不清晰，串、并联关系容易混淆；
一、可靠性定义与指标
可靠性设计基础
１、可靠性定义
可靠性：(Reliability) 产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。
但在近些年，可靠性工作有些升温，这次升温的动力主要来源于企业对 产品质量的重视，比较理智。
《电子产品设计》PPT课件 (2)
②对半导体器件而言，它的 寿命长、稳定可靠，所以其 失效特性有特殊的地方，如 图所示。早期失效和一般元 件相同，失效率随时间增加 迅速下降。失效原因通常是 由于原材料缺陷和工艺因素 所引起。在偶然失效期，失 效率低且随时间递减。这一 时期失效率近似为一常数， 是半导体器件最好的工作时 期。半导体器件没有耗损失 效期，这是其特殊性所在。 类似半导体器件失效规律的 电子元器件还有固体钽电解 电容器，它的结构和特性类 似于半导体二极管。
（2）元器件的可靠性：
一般元器件的可靠性通常用失效率表示。由于元 器件都工作在偶然失效期，其失效率为常数。失效率λ(t)
与可靠度R(t)之间的关系R为(t) et
上式说明了正常工作概率（可靠度）在时间上是按指数 衰减的。当产品的工作时间等于产品平均正常工作时间 （平均寿命）时，产品的可靠度约为0．37。因此，要获 得较高的可靠度，产品的工作时间应远小于产品的平均寿 命，也就是工作时间越短其可靠性越高。
早期失效期：由设计、制造上的缺陷等原因而造成的失效 叫早期失效，发生早期失效的期间叫早期失效期。其特点 是失效率较高，但随着元器件工作时间的增加而失效率迅 速降低。通过对原材料和生产工艺加强检验和质量控制， 可以大大减少早期失效比例。在生产中对元器件进行筛选 老化，可使其早期失效大大降低，以保证筛选后的元器有 较低的失效率。
第四节 电子产品的可靠性设计
可靠性概念
电子产品的可靠性是指它的有效工作寿命。即 它能够完成某一特定功能的时间。（也可定义为产品在规 定的时间内，按规定的条件，完成规定功能的能力。）
规定的时间：
规定的条件：
规定功能：
电子产品可靠性设计的涉及面非常广泛。它涉及
到产品的可靠性模型，可靠度和维修的要求，预计和分配，
电子产品结构可靠性与防护设计ppt课件
拟） ❖ 注意优化、可靠性、性价比，尽量采用标
准化、通用化零部件
可编辑课件PPT
9
电子产品总体结构与防护设计
结构设计的一般方法 1、熟悉设备的技术指标和使用条件 2、确定结构方案 3、确定机壳的尺寸和所用的材料 4、进行总体布局
可编辑课件PPT
10
电子产品总体结构与防护设计
随着电子产品范围的不断扩大，其功 能日趋复杂，结果是产品的组件数目、体 积、重量、耗电量和成本增加了，而可靠 性却在下降。解决这个问题的主要方法就 是在产品中大量采用集成电路、功能集成 件和系统功能集成件，这就导致电子设备 结构的变革，使产品组装电路的结构微型 化，产品结构进一步组合化。
电子产品总体结构与防护设计
电子产品 结构可靠性与防护设计
可编辑课件PPT
1
电子产品总体结构与防护设计
一、 电子产品结构设计
可编辑课件PPT
2
电子产品总体结构与防护设计
普通电子产品的结构设计，是相对比较简单的 一种机械设计，主要任务是为电路提供一个保护外 壳或安装支撑平台，一般没有运动机构部分，不必 考虑磨损和应力，材料的选择和工艺处理也比较简 单。
SYV 聚 氯 乙 烯 -40~+60℃
固定式无线 图 中
绝缘同轴 射频电缆
电 装 置 （ 50 (c) Ω）
可编辑课件PPT
28
电子产品总体结构与防护设计
表2
型号 名称
工作条件
主要用途 结构
RV S 聚 氯 乙 烯 450V
或 家 用 电 器 、小 图 中
绝 缘 双 绞 750V/AC ， <50 型 电 动 工 具 ， (d)
线径制：用导线直径的毫米（mm）数表示线规 ，
准化、通用化零部件
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9
电子产品总体结构与防护设计
结构设计的一般方法 1、熟悉设备的技术指标和使用条件 2、确定结构方案 3、确定机壳的尺寸和所用的材料 4、进行总体布局
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10
电子产品总体结构与防护设计
随着电子产品范围的不断扩大，其功 能日趋复杂，结果是产品的组件数目、体 积、重量、耗电量和成本增加了，而可靠 性却在下降。解决这个问题的主要方法就 是在产品中大量采用集成电路、功能集成 件和系统功能集成件，这就导致电子设备 结构的变革，使产品组装电路的结构微型 化，产品结构进一步组合化。
电子产品总体结构与防护设计
电子产品 结构可靠性与防护设计
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1
电子产品总体结构与防护设计
一、 电子产品结构设计
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2
电子产品总体结构与防护设计
普通电子产品的结构设计，是相对比较简单的 一种机械设计，主要任务是为电路提供一个保护外 壳或安装支撑平台，一般没有运动机构部分，不必 考虑磨损和应力，材料的选择和工艺处理也比较简 单。
SYV 聚 氯 乙 烯 -40~+60℃
固定式无线 图 中
绝缘同轴 射频电缆
电 装 置 （ 50 (c) Ω）
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28
电子产品总体结构与防护设计
表2
型号 名称
工作条件
主要用途 结构
RV S 聚 氯 乙 烯 450V
或 家 用 电 器 、小 图 中
绝 缘 双 绞 750V/AC ， <50 型 电 动 工 具 ， (d)
线径制：用导线直径的毫米（mm）数表示线规 ，
电子产品设计12幻灯片资料
2020/10/17
第七节 电路设计的步骤
一.课题分析 根据技术指标的要求，弄清系统要求的
功能，确定采用电路的基本形式，据此对课 题的可行性作出评估和判断。确定课题的技 术关键和拟解决的问题。 二.设计方案的论证
主要从：技术的先进性、市场需求分析 、成本价格核算、经济分析几方面进行论证 。
2020/10/17
2020/10/17
第五节 电子产品的防干扰设计
• 一.干扰的来源: 1.空间干扰；2.电路内部干扰。
• 二.硬件抗干扰设计: 措施主要包括屏蔽、接地、滤波。
• 三.软件抗干扰设计:数字滤波、采样、输出 数据重复发送、输入输出避开系统干扰时 段。
2020/10/17
第六节 电路设计的内容与方法
• 电路设计一般包括三个环节：
2.近似设计法
在电路设计的过程中，由于受多方因素的影 响，往往采取“定性分析、定量估算、实验调整 ”的方法。因在电路设计初期只需进行粗略的计 算，近似确定电路参数的取值范围，参数的具体 确定借助实验调整。
2020/10/17
3.分解、组合设计法 在电路设计的过程中，经常将电子线路
在功能级划分为各个子模块，各模块参照 各种具体电路进行设计，然后组合成系统 进行统调。
质量系数系数如下表：
元器件种类n 通用失效率λg
（10-6/h）
硅二极管
0.97
质量系数πQ
0.1
硅NPN三极管 4.6
0.15
金属膜电阻 0.24
0.3
陶瓷电容
0.38
0.3
石英晶体
0.32
1
2020/10/17
• 解：首先求各种类元器件失效率，用公式：
n
第七节 电路设计的步骤
一.课题分析 根据技术指标的要求，弄清系统要求的
功能，确定采用电路的基本形式，据此对课 题的可行性作出评估和判断。确定课题的技 术关键和拟解决的问题。 二.设计方案的论证
主要从：技术的先进性、市场需求分析 、成本价格核算、经济分析几方面进行论证 。
2020/10/17
2020/10/17
第五节 电子产品的防干扰设计
• 一.干扰的来源: 1.空间干扰；2.电路内部干扰。
• 二.硬件抗干扰设计: 措施主要包括屏蔽、接地、滤波。
• 三.软件抗干扰设计:数字滤波、采样、输出 数据重复发送、输入输出避开系统干扰时 段。
2020/10/17
第六节 电路设计的内容与方法
• 电路设计一般包括三个环节：
2.近似设计法
在电路设计的过程中，由于受多方因素的影 响，往往采取“定性分析、定量估算、实验调整 ”的方法。因在电路设计初期只需进行粗略的计 算，近似确定电路参数的取值范围，参数的具体 确定借助实验调整。
2020/10/17
3.分解、组合设计法 在电路设计的过程中，经常将电子线路
在功能级划分为各个子模块，各模块参照 各种具体电路进行设计，然后组合成系统 进行统调。
质量系数系数如下表：
元器件种类n 通用失效率λg
（10-6/h）
硅二极管
0.97
质量系数πQ
0.1
硅NPN三极管 4.6
0.15
金属膜电阻 0.24
0.3
陶瓷电容
0.38
0.3
石英晶体
0.32
1
2020/10/17
• 解：首先求各种类元器件失效率，用公式：
n
电子产品质量与可靠性技术 PPT
●
● ●
例4：神舟5号火箭发射成功的可靠性为0.997.
●
不可靠度
定义：是指产品在规定的条件下，在规定的时间内 、产品不能完成规定的功能的概率。它也是时间的 函数，记作F(t)，也称为累积F(t)=p(T≤ t)
●
R(t)+F(t)=1
失效概率密度f(t)
定义：失效概率密度是累积失效概率F(t)对时间的变化率， 它表示产品寿命落在包含t的单位时间内的概率，即t时刻， 产品在单位时间内失效的概率
可靠性指标的选择的依据
a、装备的类型，例如对坦克为平均无故障里程（ MMBF）、对于飞机为平均无故障飞行小时（ MFHBF）、对一般设备则为平均无故障时间（ MTBF）；
b、装备的使用要求（战时、平时、一次使用、重 复使用）对于一次使用的产品则为成功率（例 导弹）； c、装备可靠性的验证方法，厂内试验验证则用合 同参数，外场验证则用使用参数。
●
可靠性模型
数学型
假设各单元寿命服从指数分布
Rs (t ) Ri (t )
i 1
n
MTBFs=1\λs
s i
i 1
n
建立产品的可靠性模型
●
产品的可靠性模型是进行产品可靠性指标定量分配和 预计,以及开展产品可靠性分析的基础。
●
典型的可靠性模型有：
串联、并联（热储备）、混联、表决(k/n)、冷储备（ 非工作）和网络系统等。
dF (t ) f (t ) F (t ) dt
瞬时失效率λ(t)，（简称失效率）
●
定义：是在t时刻，尚未失效的产品，在该时刻后的 单位时间内发生失效的概率。
(t ) lim
t 0
F (t t ) F (t ) dF (t ) 1 R(t )t dt R(t )
电子产品结构可靠性与防护设计ppt课件
24
电子产品总体结构与防护设计
线规 ：指导线的粗细标准 ，有线号和线径两种 表示方法 。
线号制 ：按导线的粗细排列成一定号码 ，线号 越大，其线径越小，英、美等国家采 用线号制 。
线径制：用导线直径的毫米（mm）数表示线规 ，
中国采用线径制。
25
电子产品总体结构与防护设计
b. 绝缘外皮材料 绝缘外皮除了电气绝缘外，还有增强导线机械 强度、保护导线不受外界环境腐蚀的作用。
（典型代表：从“大哥大”到智能手机） 12
电子产品总体结构与防护设计
微型化结构的特点
①电阻器、电容器、导线大都是在介质衬底表面上制成薄 膜结构形式；二、三极管则是在半导体衬底的表面层上制 成扩散结构形式。 ②把很多组件结合（集成）到一块衬底上，结果便得到结 构上完整的功能部件，但难以满足电磁兼容性和热兼容性 的要求，也难以使产品有高的成品率。 ③使用小型分立组件、接头、滤波组件、匹配组件、指示 元件、转接元件等。 ④采用新的特殊方法来保证对热作用和机械作用及潮湿作 用进行防护。 ⑤产品的尺寸在很大程度上取决于指示元件和控制元件的 尺寸。 ⑥材料用量少。 ⑦在大批量生产时成本有可能很低
电子产品总体结构与防护设计
采用哪一种形式的组装结构取决于
1.电子设备的性能、技术要求； 2.电子设备的复杂程度 3.组装工艺性与生产批量； 4. 防护要求与使用要求。
18
电子产品总体结构与防护设计
电子产品的电气 连接方式
19
电子产品总体结构与防护设计
电气连接方法
电子产品组装部件间的电气连接，主 要采用印制导线连接、导线、电缆以及 其它电导体等方式进行连接。
机柜插箱
4
电子产品总体结构与防护设计
电子产品的组织结构
电子产品总体结构与防护设计
线规 ：指导线的粗细标准 ，有线号和线径两种 表示方法 。
线号制 ：按导线的粗细排列成一定号码 ，线号 越大，其线径越小，英、美等国家采 用线号制 。
线径制：用导线直径的毫米（mm）数表示线规 ，
中国采用线径制。
25
电子产品总体结构与防护设计
b. 绝缘外皮材料 绝缘外皮除了电气绝缘外，还有增强导线机械 强度、保护导线不受外界环境腐蚀的作用。
（典型代表：从“大哥大”到智能手机） 12
电子产品总体结构与防护设计
微型化结构的特点
①电阻器、电容器、导线大都是在介质衬底表面上制成薄 膜结构形式；二、三极管则是在半导体衬底的表面层上制 成扩散结构形式。 ②把很多组件结合（集成）到一块衬底上，结果便得到结 构上完整的功能部件，但难以满足电磁兼容性和热兼容性 的要求，也难以使产品有高的成品率。 ③使用小型分立组件、接头、滤波组件、匹配组件、指示 元件、转接元件等。 ④采用新的特殊方法来保证对热作用和机械作用及潮湿作 用进行防护。 ⑤产品的尺寸在很大程度上取决于指示元件和控制元件的 尺寸。 ⑥材料用量少。 ⑦在大批量生产时成本有可能很低
电子产品总体结构与防护设计
采用哪一种形式的组装结构取决于
1.电子设备的性能、技术要求； 2.电子设备的复杂程度 3.组装工艺性与生产批量； 4. 防护要求与使用要求。
18
电子产品总体结构与防护设计
电子产品的电气 连接方式
19
电子产品总体结构与防护设计
电气连接方法
电子产品组装部件间的电气连接，主 要采用印制导线连接、导线、电缆以及 其它电导体等方式进行连接。
机柜插箱
4
电子产品总体结构与防护设计
电子产品的组织结构
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失效率：工作到某时刻尚未失效的产品，在该时刻后单位 时间内失效的概率，记λ（t）。
其基本单位为菲特（1菲特=10-9 / 小时）。
一般电子产品的失效分布均符合指数分布，其λ（t） 为一浴盆曲线。
λ（t）的浴盆曲线。
λ（t）
0 早期失效
偶然失效
t 耗损失效
浴盆曲线表明产品失效分为三个阶段
早期失效：由于设计不完善、制造过程的缺陷、 管理不善、检验疏忽等造成的失效。
为确定产品的可靠性特征量是否达到所要 求的数值而进行的试验。
加速试验： 为缩短试验时间，在不改变失效机理的条
件下，用加大应力的方法进行的试验。
（二）可靠性设计
意义：可靠性设计奠定产品可靠性的基础，制造保 证产品的可靠性，使用保持产品的可靠性。但制 造和使用中许多问题也是设计的内容。
要求：可靠性、稳定性、安全性、操作性、维修性 和经济型。
电子产品可靠性设计知识
（一）主要名词术语
• 可靠性： 产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能 的能力。
• 失效：产品丧失规定功能。对可修复产品，通常称故障。
• 可靠性特征量：用来表示可靠性高低的各种数量指标。
平均寿命：对不可修复产品，是指其失效前的平均工作时 间；对可修复产品，是指其相邻两故障间的工作时间，也 称平均无故障工作时间（MTBF）。
市场调查
可靠性设计程序
总体设计
可靠性预计及分配
元器 件选 择及 降额
结 构 设 计
热 设 计
漂 移 设 计
抗干扰 及
暂态保 护设计
工 艺 设 计
安 全 设 计
人机 系统 设计
可靠性 设计审 查及价 值分析
环 境 试 验
鉴 定 试 验
试生产 和
试销售
一．可靠性预计：从各子系统、部件、元器件的现实可
0.060
0.240
0.020
0.020
0.120
0.120
0.100
0.100
0.050
0.050
0.050
0.050
0.020
0.040
0.005
0.025
0.002
0.008
0.002
0.014
0.050
0.050
0.005
0.005
0.005
0.005
0.677
三。元器件：
1．按“可靠性第一，性能第二”来简化系统及电路，减 少元器件数量。
靠性指标来综合预计出系统可能达到的可靠性水平。
1．目的：1）发现系统的薄弱环节。
2）进行各设计方案的比较。
3）作为可靠性分配的根据。
2．根据：
1）元器件的现场失效率λ ：通过整机高温负荷老化、 高温、负荷可靠性试验、月早期返修及年累计返修统计数 据等求得：λ＝ r / m n t （其中r为该元器件的失效数、m 为收集的整机台数、 n为 某元器件的单机用量、t为平均工 作时间）
原则：
1）尽量采用经过验证确实能提高可靠性的新技术、 新结构、新器件和新工艺。
2）尽量简化电路和机械结构。 3）尽量减少元器件、连线、接点及接插件数量。 4）尽量采用可靠性高的标准电路和结构件。
可靠性计算方法：
一般电子产品的可靠性模型为串联模型，且一般电子 元器件和整机的失效为指数分布。可用“失效代数和法” 计算，即系统失效率为各单元电路元器件、结构件、装 配及调整等的失效率总和：
λ s ＝ Σ Ni λi
其中λi 为系统中第i种的失效率
（i = 1，2，…，n），Ni 为该种的单机用量。
则系统可靠性可计算为：
MTBFs ＝ 1 / (1+α ) D k λs
其中 α为补偿系数（一般取0.1）， D为鉴别比 （民用 品一般取3），k为环境因子（实验室取0.5 ~ 1、室内家 用电器1 ~ 10、野外地面固定设备3 ~ 8、船舶10 ~ 18、 地面移动设备13 ~ 30、飞机50 ~ 80）。
0.140
0.140
0.750
0.750
0.670
0.670
0.520
0.520
0.090
0.090
250
0.015
0.060
0.010
0.070
0.270
0.270
0.270
0.270
0.024
0.024
5.634
分配值
λ ( 10-5 / h ) n λ ( 10-5 / h )
其λ（t）随工作时间的增加而快速下降。 偶然失效：产品由于应力条件不可预测的偶然变 化造成的失效。
其λ（t）＝λ为一恒定值。 耗损失效：产品由于老化、磨损、损耗、疲劳等 原因而发生的失效。
产品的正常使用应处于偶然失效期。
可靠性测定试验：
为确定产品的可靠性特征量的数值而进行 的试验。 可靠性验证试验：
2）基本失效率λ0：指正常寿命期间的失效率或在试验 室额定条件下试验得到的失效率。通常元器件的λ0为常数 （半导体器件的λ0随时间增长而缓慢下降）。
二。可靠性分配：
当可靠性预计值达不到要求的可靠性指标时， 需进行可靠性分配，即将系统的目标可靠性指 标合理分配到系统的各组成单元及各元器件。
1） 由可靠性预计得出预计的失效率λ预计。
元器件 名称 整流二极管 稳压二极管 大功率三极管 中功率三极管 小功率三极管 电源变压器 保险丝 电解电容器 电容器 电阻 可调电阻 电源开关 接插件
合计
数量 4 1 1 1 1 1 2 5 4 7 1 1 1
预计值
λ ( 10-5 / h ) n λ ( 10-5 / h )
0.580
2.320
6）降温使用。 3．压缩元器件的品种和规格。
四．热设计：
1。防热措施。 元器件的选用及安装排列好坏是关键。
2。散热措施。 • 加强外壳的散热，采用导热系数较高的材料、
减薄壁厚。
• 合理设计外壳的通风结构，加强对流，进、出 风口原则上应开在温升最大处，注意防止二者间 有气流障碍或气流短路结构。
2．合理选择应用元器件： 1）按加于元器件的电应力（电压、电流、功率、频 率、 脉宽等）性质与大小来选用。
2）按环境应力（温度、湿度等）来选用。 3）按电磁兼容性要求选择元器件。从限制干扰电平 和减少干扰耦合两方面来考虑 。 4）集成化设计。优先采用IC。
5）降额使用（减额设计）。 降额比S＝使用电应力 / 额定电应力
2） 由整机规定的可靠性指标计算出整机允许 的总失效率λ允许。
3） 求出失效率差值λ差 ＝ λ预计 － λ允许 。并根 据各电路单元失效率的比例、重要性及实现的 可能性将失效率差值分配到各电路单元和元器 件。
4） 将各电路单元失效率的预计值减去分配的 差值求得各电路单元失效率的分配值。
例：某产品中电源单元可靠性预计与分配表
其基本单位为菲特（1菲特=10-9 / 小时）。
一般电子产品的失效分布均符合指数分布，其λ（t） 为一浴盆曲线。
λ（t）的浴盆曲线。
λ（t）
0 早期失效
偶然失效
t 耗损失效
浴盆曲线表明产品失效分为三个阶段
早期失效：由于设计不完善、制造过程的缺陷、 管理不善、检验疏忽等造成的失效。
为确定产品的可靠性特征量是否达到所要 求的数值而进行的试验。
加速试验： 为缩短试验时间，在不改变失效机理的条
件下，用加大应力的方法进行的试验。
（二）可靠性设计
意义：可靠性设计奠定产品可靠性的基础，制造保 证产品的可靠性，使用保持产品的可靠性。但制 造和使用中许多问题也是设计的内容。
要求：可靠性、稳定性、安全性、操作性、维修性 和经济型。
电子产品可靠性设计知识
（一）主要名词术语
• 可靠性： 产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能 的能力。
• 失效：产品丧失规定功能。对可修复产品，通常称故障。
• 可靠性特征量：用来表示可靠性高低的各种数量指标。
平均寿命：对不可修复产品，是指其失效前的平均工作时 间；对可修复产品，是指其相邻两故障间的工作时间，也 称平均无故障工作时间（MTBF）。
市场调查
可靠性设计程序
总体设计
可靠性预计及分配
元器 件选 择及 降额
结 构 设 计
热 设 计
漂 移 设 计
抗干扰 及
暂态保 护设计
工 艺 设 计
安 全 设 计
人机 系统 设计
可靠性 设计审 查及价 值分析
环 境 试 验
鉴 定 试 验
试生产 和
试销售
一．可靠性预计：从各子系统、部件、元器件的现实可
0.060
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0.008
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0.005
0.677
三。元器件：
1．按“可靠性第一，性能第二”来简化系统及电路，减 少元器件数量。
靠性指标来综合预计出系统可能达到的可靠性水平。
1．目的：1）发现系统的薄弱环节。
2）进行各设计方案的比较。
3）作为可靠性分配的根据。
2．根据：
1）元器件的现场失效率λ ：通过整机高温负荷老化、 高温、负荷可靠性试验、月早期返修及年累计返修统计数 据等求得：λ＝ r / m n t （其中r为该元器件的失效数、m 为收集的整机台数、 n为 某元器件的单机用量、t为平均工 作时间）
原则：
1）尽量采用经过验证确实能提高可靠性的新技术、 新结构、新器件和新工艺。
2）尽量简化电路和机械结构。 3）尽量减少元器件、连线、接点及接插件数量。 4）尽量采用可靠性高的标准电路和结构件。
可靠性计算方法：
一般电子产品的可靠性模型为串联模型，且一般电子 元器件和整机的失效为指数分布。可用“失效代数和法” 计算，即系统失效率为各单元电路元器件、结构件、装 配及调整等的失效率总和：
λ s ＝ Σ Ni λi
其中λi 为系统中第i种的失效率
（i = 1，2，…，n），Ni 为该种的单机用量。
则系统可靠性可计算为：
MTBFs ＝ 1 / (1+α ) D k λs
其中 α为补偿系数（一般取0.1）， D为鉴别比 （民用 品一般取3），k为环境因子（实验室取0.5 ~ 1、室内家 用电器1 ~ 10、野外地面固定设备3 ~ 8、船舶10 ~ 18、 地面移动设备13 ~ 30、飞机50 ~ 80）。
0.140
0.140
0.750
0.750
0.670
0.670
0.520
0.520
0.090
0.090
250
0.015
0.060
0.010
0.070
0.270
0.270
0.270
0.270
0.024
0.024
5.634
分配值
λ ( 10-5 / h ) n λ ( 10-5 / h )
其λ（t）随工作时间的增加而快速下降。 偶然失效：产品由于应力条件不可预测的偶然变 化造成的失效。
其λ（t）＝λ为一恒定值。 耗损失效：产品由于老化、磨损、损耗、疲劳等 原因而发生的失效。
产品的正常使用应处于偶然失效期。
可靠性测定试验：
为确定产品的可靠性特征量的数值而进行 的试验。 可靠性验证试验：
2）基本失效率λ0：指正常寿命期间的失效率或在试验 室额定条件下试验得到的失效率。通常元器件的λ0为常数 （半导体器件的λ0随时间增长而缓慢下降）。
二。可靠性分配：
当可靠性预计值达不到要求的可靠性指标时， 需进行可靠性分配，即将系统的目标可靠性指 标合理分配到系统的各组成单元及各元器件。
1） 由可靠性预计得出预计的失效率λ预计。
元器件 名称 整流二极管 稳压二极管 大功率三极管 中功率三极管 小功率三极管 电源变压器 保险丝 电解电容器 电容器 电阻 可调电阻 电源开关 接插件
合计
数量 4 1 1 1 1 1 2 5 4 7 1 1 1
预计值
λ ( 10-5 / h ) n λ ( 10-5 / h )
0.580
2.320
6）降温使用。 3．压缩元器件的品种和规格。
四．热设计：
1。防热措施。 元器件的选用及安装排列好坏是关键。
2。散热措施。 • 加强外壳的散热，采用导热系数较高的材料、
减薄壁厚。
• 合理设计外壳的通风结构，加强对流，进、出 风口原则上应开在温升最大处，注意防止二者间 有气流障碍或气流短路结构。
2．合理选择应用元器件： 1）按加于元器件的电应力（电压、电流、功率、频 率、 脉宽等）性质与大小来选用。
2）按环境应力（温度、湿度等）来选用。 3）按电磁兼容性要求选择元器件。从限制干扰电平 和减少干扰耦合两方面来考虑 。 4）集成化设计。优先采用IC。
5）降额使用（减额设计）。 降额比S＝使用电应力 / 额定电应力
2） 由整机规定的可靠性指标计算出整机允许 的总失效率λ允许。
3） 求出失效率差值λ差 ＝ λ预计 － λ允许 。并根 据各电路单元失效率的比例、重要性及实现的 可能性将失效率差值分配到各电路单元和元器 件。
4） 将各电路单元失效率的预计值减去分配的 差值求得各电路单元失效率的分配值。
例：某产品中电源单元可靠性预计与分配表