可靠性评价规范

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4.内容可靠性评价包括：可靠性预计、机械测试、环境试验和极限测试。

5.可靠性指标R(t) 可靠度5.1.时开始使用，随着时t=0 可靠度是产品在规定条件和规定时间内完成规定功能的概念。一批产品的数量为N，从的t R(t)表示产品在任意时刻间的推移，失效的产品件数逐渐增加，而正常工作的产品件数n(t)逐渐减少，用可靠度。t-λR(t)=e 式中：）；e----自然对数的底（近似为2.7183 t的函数；在规定的温度、应力、环境等工作条件下的产品失效率，失效率是时间λ---- 在规定的工作条件下产品处于风险状态的时刻，该时刻通常称为任务时间。

t-----MTBF

平均无故障工作时间5.2. 平均无故障工作时间是指相邻两次故障之间的平均工作时间，也称平均故障间隔。它仅适用于可维修产品。(t)

λ失效率（故障率）5.3.

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=1/MTBF

λ失效率是失效间隔时间的倒数，也就是：

对产品而言，产品在不同的时刻有不同的失效率（也就是失效率是时间的函数），其失效率符合“浴盆曲线”分布（如下图）：

浴盆曲线分为三部份：早期失效期（T0-T1）、偶然失效期（T1-T2）、耗损失效期（T2以后）。5.3.1 早期失效期（Early life fails）：

早期失效出现在产品寿命的较早时期，产品装配完成即进入早期失效期，其特点是故障率较高，表明产品在开始使用时,失效率很高,但随着产品工作时间的增加,失效率迅速降低,这一阶段失效的原因大多是由于设计、原材料和制造过程中的缺陷造成的。早期失效可通过加强原材料和元器件的检验、工艺检验、不同级别的环境应力筛选等严格的质量管理措施加以暴露与排除。为了缩短这一阶段的时间，产品应在投入运行前进行试运转，以便及早发现、修正和排除故障；或通过

试验进行筛选，剔除不合格品。在研发阶段的设计验证过程，通过可靠性测试—应力分析、环境测试、极限测试、DFEMA、HALT 测试等试验方法，找出设计过程的缺陷。在批量生产阶段，通过来料控制、提高工艺流程、老化筛选、ORT 等方法，剔除在来料与制造过程引起的失效。

5.3.2 偶然失效期

偶然失效期是能有效工作的时期，这段时间称为有效寿命，也称随机失效期(Random Failures)：这一阶段的特点是失效率较低，且较稳定，往往可近似看作常数，产品可靠性指标所描述的就是这个时期，这一时期是产品的良好使用阶段, 偶然失效主要原因是质量缺陷、材料弱点、环境和使用不当等因素引起。设计阶段通过应力法对产品的寿命（MTBF）进行预计与评估（参考下文的可靠性预计），确保MTBF 数据满足技术规格要求；在批量生产的产品通过产品寿命测试试验来验证产品的实际寿命与预计的是否一致。

5.3.3 耗损失效期

耗损失效期(Wearout)：该阶段的失效率随时间的延长而急速增加, 主要由磨损、疲劳、老化和耗损等原因造成。

6.可靠性预计

可靠性预计的方法随不同的研制阶段而异，在电源初期设计阶段，由于对电子元器件还毫无所知，此时所能进行的只能是粗略的估计，一般采用元器件计数预测法。在电源设计已基本完成，电路原理图已定型并已有所用电子元器件的应力数据时，可采用元器件应力分析法进行比较细致的预测。

元器件计数可靠性预测法6.1

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式中λm —第M 个单元的失效率；

λG —第i 种元器件的通用失效率；

πQ —第i 种元器件的通用质量系数；

Ni —第i 种元器件的数量；

n —第m 个单元所有元器件种类的数目。

在计算出各单元的失效率后，将其相加便得到电源的总失效率λ

式中i —电源中单元的数目。

6.1.2. 元器件计数可靠性预测法

式（1-2）给出了电源总失效率的计算公式，从式中可知，采用此种方法所需的信息有：所有元器件的种类和数目、元器件的质量等级、元器件的通用失效率。

元器件的种类和数目在电源设计中可基本确定，为提高电源的可靠性，应尽量减少元器件的种类和数目。

6.1.3. 建模

开关电源按功能可分为：功率变换单元、控制电路单元、保护电路单元、输出整流滤波单元和辅助电源单元。根据开关电源的工作方式，把它归于可靠性串联系统，共有以上五个单元组成。我们把五个单元的失效率依次分别表示为：λ1、λ2、λ3、λ4、λ5。

6.1.4. 统计

列出各个单元每类电子元器件和数量。

6.1.5. 查表

查出各类元器件的通用失效率。按照客户要求来决定用何种标准，现在常用的有：美军标

（MIL-HDBK-217F

NOTICE 2）和 TELCORDIA ISSUE 1 （TELCORDIA SR-332）；如果是国产电子元器件就要选用国军标（GJB/Z

299B）。再根据标准查出每类元器件的通用失效率和质量系数并计算出每个单元的单元失效率。从中我们就能从失效率结果中看出各个单元的失效率在总的失效率中所占的比重，并进行适当的改进，使产品的可靠性更好。

6.1.6. 计算

λ按下列公式算出电源的总失效率．

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。取0.01-0.1是补偿系数，用来补偿未被统计进去的失效因素。一般式中αα MTBF：）计算出

该电源的平均无故障时间根据式（1-3）53+λλ4+λ2+1+（α（λ=1+）λλ

表1-1 至表1-5 给出了在开关电源中常用的电子元器件的通用失效率。

文件编号 WI-RL-006

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