提高产品可靠性的方法

5．1．5 提高产品可靠性的方法
提高产品可靠性的方法主要从以下3个方面来进行，一是在电子线路上采取措施,
二是采用备份系统5：是采取各种防护措施。

1．在电子线路上采取措施
(1)采甲罕呻量实践证明性能良好，可靠性高的标准电路。

这种电路除了本身可靠性高外，生产人员对这种电路接触较多, 线路熟，因此生产质量可以保证，发生效障后也容易检查和维修
(2)、在保证性能的前提下，希迪电子尽量使电路和系统简化，从串联系统可靠性的性能计算可以看出这一点。

(3)采用集成电路，尽量少用分立元件. 采用集成电路后，解决了大量的晶体管连接元件的衔接点出现焊接不良、布线错误的问题，从而提高产品的可靠性。

如计算机采用集成电路后．可靠性提高的情况如下：1960年的电子管电子计算机的失效间隔平均时间
(MTBF)为8．65h，1964年的晶体管计算机为73h，1968年的集成电路计算机为4650hl
1970年达到12400 h。

同时采用集成电路后，可以使产品体积小、重量轻。

这符合现代电
子产品在体积、重量方面的要求。

(4)正确选用元器件。

这包括两层意思：一是通过对元器件进行筛选，剔除故障元器件，保留合格元器件E2是对已选出的合格元器件正确使用，如选用的参数合理，使用方法正确等。

(5)对元器件降额使用。

元器件在额定负荷下使用和在降额下使用，其失效率和寿
命相差很多，如图5—9所示。

经验表明：电容器应在额定电压50％以下使用，电阻器应在额定功率的25％以下使用，晶体管应在额定功率的20％一30％使用。

降额要适当，过分
降额有时会降低可靠性。

(6)采用故障指示和排除装置。

如采用插换装置，一旦发生故障可很快抽出故障元器件，插上合格元器件，以减少维修时间，提高维修可靠性。

2．采用备份系统备份系统也称冗余系统。

把元器件、电路、整个系统或某个软件程序并联起来组成备份系统作为备份，是提高可靠性的有效手段。

备份系统有4种。

(1)并联系统，如图5—8所示。

从其特点及式(5—21)可知，并联备份系统可提高整个系统的可靠性。

(2)待机系统，
如图5—lo所水。

钽电容当子系统人工作时，A s处于待机备用状态。

当Al 发生故障时，转换开关立即合上，子系统A2工作，从而保证系统从输入到输出的畅通。

不过对转换开关的要求很高，要求能及时发现A1的故障，并立即可靠地接通A s的电路‘(3)表决系统，如图5—11所示。

这是一个2／3表决系统。

当3个子系统中有两个正常时，即为多数正常，则多数表决开关正常工作，协调通畅，若有两个发生故障，则正常工作的子系统只有一个，为少数，表决开关断开，系统不能正常工作。

同样，表决开关的高可靠性是重要的，否则整个系统将失效。

除了2／3表决系统外，还有3／5和4／7表决系统。

以上3种冗余系统(并联系统、待机系统、表决系统)也称为硬件冗余。

(4)软件冗余。

采取程序复执的方式，能有效地预防和处理瞬间故障，提高产品的可靠性。

所谓复执是指在系统出现瞬间故障时，重复执行故障的那部分程序。

由于故障是瞬时的，所以在复执的时候原来的故障已消失, 这样系统不必关机，往往可以自动回复到原来正确的动作。

这种方式实际上给了两次或多次的时间完成某一程序，所以也称为时间冗余。

硬件冗余会增加设计”的困难，增加成本，增加体积、重量，所以只在极重要的场合下使用，如导弹制导、原子弹及卫星产品上采用，或者在元器件可靠性满足不了要求时采用。

3．采取有效的防护措施
电子产品会在各种环境下使用、运输和储存．这些环境因素包括温度、机械因素、电磁干扰因家、气候及化学腐蚀等，它们都会引起电子产品、元器件失效，降低电子产品的可靠性。

电子产品结构设计的主要任务就是研究环境防护的基本原理及措施，从而提高电子的可靠性。

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