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產品可靠性設計最佳實踐

想像一下你是否常面臨下述幾個電路設計上的問題?

Derating: 檢查零件耐受問題,當 25V 接到耐壓 16V 的電容上

ASR (Automated Schematic Review):檢查連線接續關係,當 Zener 極性接反

Reliability:MTBF 計算,零件或產品(在不同溫度)的壽命有多長

現今的電子產品需要解決複雜的設計和挑戰來開發可靠的電路,功率分析~可用於計算和優化功耗進而實現可靠的低成本設計,這已成為設計成功的重要關鍵之一,也是讓整個設計週期更快、更可靠、成本更合宜的一個主要考慮因素。

某些元件在運作時,純屬於功率損耗會導致嚴重設計問題。例如 IC 的 Fan-out 能力取決於總輸入電流、負載閘的消耗及驅動閘的輸出電流量來決定。實際上,當驅動閘的輸出電流不足以驅動到隨後負載閘的輸入時,將會達到一個極限; 而這樣會導致電壓下降到該導線上指定的邏輯電壓位準之下,而形成失敗的設計。

另一個例子:如果電阻兩端的電流增加到接近其最大額定功率的錯誤設計,此電阻將產生更多的電壓降因而消耗更多的能量。這可能會導致電阻器周圍發生過熱和燃燒,並且在某些情況下會導致整個電路發生故障。

最佳電源設計得在設計流程的不同階段進行取捨折衷,如可靠性對功率和面積對功率。工程師能夠準確高效地執行這些權衡取捨,才能滿足功耗敏感型設計的要求。為了實現這一目標,工程師需要使用適當的功率分析和優化工具,而這些工具需要與系統設計的驗證過程相互結合。

現在我們可以利用 fiXtress:一個可在 PCB 佈局之前檢測電路圖上的設計錯誤、自動進行耐受力/熱分析,以及預測零件使用壽命的整合工具。利用其多樣且獨特的演算法,使 PCB 設計人員能夠執行 PCB 級模擬,其中包括更容易求得的真實電氣耐受力模型,便於在設計早期階段就可發現設計問題,減少驗證設計所需的原型數量和時間的浪費,加速和優化設計過程、大幅降低故障率,縮短產品上市時間同時又能兼顧可靠性。