降额是实现元器件使用中承受的应力低于其额定值,以达到延缓其参数退化,提高使用可靠性的目的。通常用应力比和环境温度表示。降额设计时一般可根据产品特点及使用要求,制定不同等级的降额标准,例如GJB/Z35分为I、II、III共三级。使用时需要注意:尽管降额可以有效地提高元器件的使用可靠性,但是,元器件有一个最佳降额范围。在此范围内,元器件工作应力的降低对其失效率的下降有显著的改善。超过最佳降额范围实施降额,所获得的元器件可靠性提升效果会下降。所以,降额可提升元器件的可靠性,但是需注意范围、需权衡考虑!
为何要进行降额设计
A、 减缓器件的参数退化
B、 减小处于应力边缘状态的元器件在系统寿命周期内失效的可能性
C、 减小元器件参数值的长期漂移带来的影响
D、为产品设计过程中的不确定性,提供余量
E、 为系统中的一些内部或外部环境导致的意外事件,提供余量,提供缓冲余量,比如外部电压峰值瞬变等。
什么时候实施降额设计工作
A、 器件选型阶段:支持器件选型
B、 电路设计阶段:与热设计、热仿真等工作协同,优化并确认当前的电路设计参数是否降额设计合理,是否需要调整降额等级及降额参数
C、 电路测试阶段:实测检查,判断是否满足降额设计规范。
降额设计与分析工作注意事项
A、 严格按照各类器件的降额设计要求设计、应用器件
B、 器件的降额幅度要适度,避免过度降额或者降额不足
C、 一些器件的温度下限要求需要注意
D、厂家或者通过相关资料获取温度参数包括结温、壳温、环境温度等参数时,一般优选壳温、然后结温,最后选环境温度。
E、 降额时,有些器件需要考虑稳态、瞬态问题,需要分别考虑稳态和瞬态的降额。比如电阻的功耗降额。
降额设计有哪些标准可参考
A、GJB/Z 35 元器件降额准则
B、ECSS-Q-30-11-A 航天产品保证,欧洲空间标准联盟European Cooperation for Space Standardization发布,ECSS-Q-ST-30-11-C版本准备发布
C、GEIA-STD-0008美国国家标准/电子与信息技术协会工程标准
D、Naval Air System Command AS-4613 美国海军标准
E、MIL-STD-975M 美国NASA标准
F、MIL-STD-1547A美国国防标准
G、NAVSEA-TE000-AB-GTP-010
关于降额设计模块
PosVim软件的降额设计模块,可适用于不同阶段的元器件降额设计、降额符合性核查工作。该模块提供了GJB/Z35、ECSS-Q-ST-30-11等标准的降额分析功能,其他的GEIA-STD-0008等标准,可通过降额设计模块提供的自定义降额功能,进行标准自定义,即可实现上述GEIA-STD-0008等标准的降额设计与分析。
如何自定义降额标准
(1) 选择降额设计模块,点击进入降额设计模块。
(2) 点击工具栏上的降额准则定义图标,切换到自定义准则编辑界面。
(3) 可添加器件、降额参数要求。
(4) 保存为准则。
如何对电子设备进行降额设计
(1) 选择降额设计模块,点击进入降额设计模块。
(2) 在软件主界面的左边产品结构树列表中,选择需要进行降额设计分析的节点。
(3) 点击降额设计上方的工具栏中的“编辑”图标,切换到编辑状态。
(4) 选择降额设计准则(如选择GJB/Z 35 II级,准则可自定义,关于如何自定义准则,参见本帮助的相应章节)。
(5) 双击点击中间的产品列表的产品,弹出降额设计分析参数设置界面,在界面中输入产品的降额参数。比如二极管,输入电压、电流、功率、允许最大结温、最高结温等。注意,电压、电流、功率等输入的是应力比!
(6) 输入所有产品的降额参数后,点击工具栏上方的计算图标,计算并检查降额设计符合性。
(7) 点击工具栏上的保存图标,可保存降额设计分析数据为word、EXCEL格式文件。