電路設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)問題的設(shè)計(jì)點(diǎn)

(本文節(jié)選自公眾號“航科電子可靠性” )?
這些年,給一些客戶單位做過電路設(shè)計(jì)審核和整改,總結(jié)出一些經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷問題其實(shí)有規(guī)律的。總結(jié)一下供參考。
設(shè)計(jì)審核分成四部分的內(nèi)容:物料、原理圖、PCB布局布線、控制軟件。
1、物料部分
物料最容易出現(xiàn)的問題是怕什么來什么,物料的某個參數(shù)或性能對某種應(yīng)力敏感,恰好在應(yīng)用環(huán)境中就有這個應(yīng)力。比如高阻值電阻在承受高壓使用時會擊穿失效,恰恰就用在了對高電壓的采樣分壓上;MSL-3及以上級別潮濕敏感度的器件對焊接前的保存環(huán)境濕度比較敏感......
把所有元器件的失效機(jī)理和失效應(yīng)力徹底搞明白了,對照著產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境查一遍,如果有對應(yīng)上的,又怕什么又有什么,在設(shè)計(jì)上就得有對應(yīng)的對應(yīng)的設(shè)計(jì)措施或工藝措施。如此,則可以規(guī)避。
2、原理圖部分
原理圖部分問題細(xì)節(jié)點(diǎn)較多。簡單羅列如下:
弱電低功耗控制和功率驅(qū)動電路共用同一個電源,功率電路突然啟、停時,弱電電路的電壓波動是否會影響到其工作;
傳感器與放大電路的阻抗匹配問題帶來的誤差是否會成為主要矛盾;
瞬態(tài)啟動的過渡過程的沖擊電流,電源是否有能力支撐?
瞬態(tài)啟停過程的沖擊電壓,防護(hù)電路是否能滿足防護(hù)要求?
上拉電阻的選值在最大正誤差或最大負(fù)誤差時,會否導(dǎo)致信號電平跌出電壓容限的問題?
控制管腳、數(shù)據(jù)管腳是否有OD門設(shè)計(jì)?外部電路是否考慮了OD門
測控電路是否采取了施密特觸發(fā)的切換判斷方式?
接口數(shù)據(jù)數(shù)率與接口的上拉電阻及Cin電容的RC充放電時間常數(shù)匹配,會不會導(dǎo)致信號波形達(dá)不到電壓容限的要求或者出現(xiàn)振蕩毛刺,導(dǎo)致多次誤觸發(fā)的后果?
上電時序、掉電時序,是否能保證電源波動過程的安全?
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3、PCB布局布線部分
接地點(diǎn)的選擇是否能保證不同類型電路的接地點(diǎn)的單點(diǎn)并聯(lián)方式接地?
干擾源電路和傳輸線與敏感電路敏感線的相對布局,是否會發(fā)生線間耦合問題?
保護(hù)器件及電路的接線方式是否會產(chǎn)生線纜上的走線電壓從而導(dǎo)致預(yù)期的原理設(shè)計(jì)防護(hù)電平不能實(shí)現(xiàn)?
功率控制開關(guān)瞬間開斷時,感性負(fù)載下導(dǎo)致的VDS擊穿、或者開關(guān)損耗導(dǎo)致的燒毀,柵極的控制波形的整形;
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4、控制軟件部分
是否對關(guān)鍵硬件的單一故障做了分析,并在軟件上做了防錯、判錯、糾錯、容錯措施處理?
接口的有限次讀取、傳感器讀取的上下限判定或時間次數(shù)限定;
硬件開關(guān)控制特性的軟件防護(hù)措施;
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審核過的產(chǎn)品行業(yè)里,有醫(yī)療、電力、高鐵、軍工、IC測試、檢測儀器、家電、施工機(jī)電設(shè)備等,發(fā)現(xiàn),不論哪個行業(yè)的設(shè)備,不論其產(chǎn)品的應(yīng)用環(huán)境是什么,不論其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方案是什么樣的,發(fā)生的問題點(diǎn)都有其共性。掌握了這些共性的問題現(xiàn)象、成因、應(yīng)力,解決方法可自得。
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