可靠性設計的基本方法

1、可靠性設計的基本方法來源：未知作者：秩名2012年05月02日11:450分享訂閱導讀系統(tǒng)在設計過程中將在滿足性能指標的條件下，線路盡可能簡單，系統(tǒng)設計充分借鑒2G直放站設計 經驗，采用可靠性高的、模塊化的標準射頻模塊，提高系統(tǒng)的集成度，監(jiān)控盤直接借用 關鍵詞：降額設計靜電防護可靠性設計系統(tǒng)的可靠性設計1.簡化設計系統(tǒng)在設計過程中將在滿足性能指標的條件下，線路盡可能簡單，系統(tǒng)設計充分借鑒2G直放站設計經驗， 采用可靠性高的、模塊化的標準射頻模塊，提高系統(tǒng)的集成度，監(jiān)控盤直接借用2G直放站監(jiān)控盤，根據(jù)3G 通信協(xié)議重新設計監(jiān)控程序，電源采用公司成熟的模塊化電源解決方案，以提高產品的可靠性。2 .

2、模塊和元器件選擇和控制優(yōu)先選用公司元器件大綱中的器件，優(yōu)先選用經過認證的合格供應商提供的器件，盡可能減少元器件的 品種、規(guī)格，嚴格控制選用非標準規(guī)格的元器件；需要外購的部分射頻模塊一方面嚴格對供貨商進行準入認證，另一方面要對入庫的外購模塊進行嚴格的 性能檢驗，以保證外購模塊的質量。外購的模塊和元器件在裝機前將100%進行環(huán)境應力篩選試驗（ESS）， 以保證元器件在裝機前已消除了早期的性能缺陷。熱設計考慮直放站結構設計時均對產品進行熱分析和預計，對產品內部最高溫升進行設計控制，采用大功率散熱器， 并預留足夠的余量，同時對發(fā)熱量較大的功率放大器模塊安裝時底部覆涂導熱硅脂，保證功放表面溫升不大 于

3、25C?？傮w結構方案設計完成后，針對電子設備熱產生機理與傳播方式，對電子設備的熱場分布進行分析研究， 采用合理的熱設計方法保證電子設備在允許的溫度范圍內工作。通過CAE輔助分析軟件，進行模型建立、模 型求解和結果解釋三方面對直放站產品進行熱效應分析，優(yōu)化整機設備關鍵器件、部件的參數(shù)位置；并對電 子系統(tǒng)強迫對流和自然對流冷結構設計方案進行優(yōu)化。在仿真方案達到設計要求后，通過環(huán)境溫升試驗對設 備結構設計方案作最終考評，以保證直放站設備的熱設計可靠性。降額設計降低元器件在電路中所承受的應力（一般主要指溫度應力及電應力）可以提高元器件的可靠性，元器件 的工作溫度范圍要求大于整機的工作溫度范圍，電阻、電

4、容等元器件的耐壓值應大于額定工作電壓的2倍， 電源模塊實際功耗不超過額定功率的70%。通信可靠性由于整機采用模塊化的設計，所以就涉及到各個模塊和主監(jiān)控模塊的通信問題，為了保證了該通信的穩(wěn) 定性，我們采用了 RS485總線式通信方式，該方式采用高壓差的差分數(shù)字信號的總線通信，可以大大提高信 號的抗干擾能力，同時，我們每個模塊內部都統(tǒng)一采用負壓保護、過流保護等抗線上干擾設計，從而保證內 部模塊通信的穩(wěn)定性。FMEA分析FMEA是進行可靠性分析的重要手段，由于直放站整機采用成熟的模塊化設計技術，根據(jù)2G直放站的設 計經驗，功放模塊的故障或失效對整機的功能影響較大，當功放模塊失效或發(fā)生參數(shù)飄移時，對整

5、機造成的 影響是整機無輸出或者輸出功率失控，嚴重時導致網絡癱瘓，因此將功放模塊確定為整機的關鍵件，在研發(fā) 和生產過程中必須加以重點控制，功放模塊在裝機前必須進行嚴格檢測和篩選，同時嚴格控制功放模塊在使 用過程中的表面溫升不超過25C。耐環(huán)境防護設計直放站整機的結構設計將充分考慮振動和沖擊的影響，監(jiān)控盤中高度過高的元器件采用機械固定或膠固 定等專門的緊固措施，箱體內所有的走線分類捆扎牢固，長度過長的銅管線采取專門措施固定，以防在振動 環(huán)境中出故障，產品在轉產前應根據(jù)相關標準進行振動和沖擊試驗。通過選取較寬工作溫度范圍的模塊和元器件，保證產品滿足相關標準規(guī)定的高低溫和濕熱試驗要求，在 產品的例行試

6、驗中必須進行高低溫和濕熱試驗。靜電防護及EMC設計在滿足功能要求的前提下，監(jiān)控盤和射頻模塊優(yōu)先選用抗靜電放電能力高（即損傷閥值高）的元器件。 監(jiān)控盤所有引出的IO管腳均設有靜電防護電路等保護裝置。整機電源模塊設計有過流保護、電壓保護、短路保護電路，在非正常情況下可立即切斷電源。對電磁兼容設計的考慮思路為：模塊化設計，逐級細化，從供電模塊入手，首要保證供電模塊的電磁兼 容指標，多級濾波，確保從電源模塊輸出的電壓范圍的合理性。在各有源模塊中，對電源設計部分，采用大 功率且耐壓值高的電容及電感，對輸入的直流電壓進行濾波處理，確保在存在浪涌、電源紋波等情況下，系 統(tǒng)射頻指標的可靠性。直放站在設計中，需

7、要對電源及內部各模塊供電電路進行濾波處理，依據(jù)3GPP TS25.113Base Station （BS） and repeater ElectroMagnetic Compatibility （EMC）的要求，設備需通過電磁兼容試驗，包括 傳導騷擾、輻射雜散（適用于無線及光遠端）、輻射連續(xù)騷擾（適用于光近端）、諧波電流、電壓波動和閃 爍、靜電放電抗擾度、輻射抗擾度、電快速瞬變脈沖群、浪涌（沖擊）抗擾度、傳導抗擾、電壓暫降和短時 中斷（交流電源）試驗項目，以保證設備的電磁兼容設計可靠性。由于3G直放站產品在整機結構設計、整機組裝及關鍵模塊等方面均借鑒G網站成熟產品的設計經驗和設 計模式，且在 3GPP TS25.113Base Station （BS） and repeater ElectroMagnetic Compatibility （EMC） 中對3G直放站EMC輻射雜散騷擾的測試要求與2G直放站相關標準的要求完全相同；考慮到同類產品的可類 比性，GZF900系列產品的EMC測試報告基本可以說明3G直放站的EMC性能。RoHS考慮對于歐盟的ROHS指令，公司現(xiàn)有的焊接設備全面支持無鉛焊接工藝，公司也正從元器件采購開始，盡量 使用無鉛焊器件，并且公