可靠性设计之降额设计

Posted 2021-04-19 硬件助手

降额设计是为了提升电子设备的可靠性而常用的一种设计方法，主要是指构成电子设备的元器件使用中所承受的应力（电应力和温度应力）低于元器件本身的额定值，以达到延缓其参数退化，增加工作寿命，提高使用可靠性的目的。

在降额设计中，“降”得越多，要选用的元器件在性能上就应该越好，成本也就越高，所以在降额设计过程中，要综合考虑。电子产品发展到今天，人们已经总结出“降额”的通用准则，详见《GJB/Z 35-1993元器件降额准则》。并不是所有的电子产品都可以“降额”，在实现设计过程时，应该注意：

• 不应将标准所推荐的降额量值绝对化，应该根据产品的特殊性适当调整；

• 应注意到，有些元器件参数不能降额；

• 一般说来，对于电子元器件，其应用应力越降低越能提高其使用可靠性，但却不尽然。如聚苯乙烯电容器，降额太大易产生低电平失效；

• 为了降低元器件的失效率，提高设备可靠性而大幅值降低其应用应力，按其功能往往需要增加元器件数量和接点，反而降低了设备可靠性；

• 对器件进行降额应用时，不能将所承受的各种应力孤立看待，应进行综合权衡；

• 不能用降额补偿的方法解决低质量元器件的使用问题，低质量产品要慎重使用；

1、 降额等级划分

• I级降额是最大的降额，对元器件使用可靠性的改善最大。超过它的更大降额，通常对元器件可靠性的提高有限，且可能使设备设计难以实现。

• II级降额是中等降额，对元器件使用可靠性有明显改善。II级降额在设计上较I级降额易于实现。

• III级降额是最小的降额，对元器件使用可靠性改善的相对效益最大，但可靠性改善的绝对效果不如I级和II级降额。III级降额在设计上最易实现。

2、 降额设计常用标准

• GJB/Z 35-93 元器件降额准则，是中国的军用标准，应用参考最广。

• 深圳市企业设计技术标准-元器件降额准则，网络上流传的深圳几家知名公司编写的降额标准。

• RAC器件降额标准Electronic Derating For OptimumPerformance是美国国防部可靠性信息分析中心的降额标准。

• ANSI/GEIA STD-0008-2011电子元件降额标准，是TechAmerica Standard，2011年8月发布了该标准，算是比较新的降额标准了。