可靠性設計的基本方法
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(jīng)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(chǎn)品的可靠性。
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(jīng)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(zhì)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。
3.熱設計考慮
直放站結(jié)構(gòu)設計時均對產(chǎn)品進行熱分析和預計,對產(chǎn)品內(nèi)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25℃。
總體結(jié)構(gòu)方案設計完成后,針對電子設備熱產(chǎn)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(nèi)工作。通過CAE輔助分析軟件,進行模型建立、模型求解和結(jié)果解釋三方面對直放站產(chǎn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設計方案作最終考評,以保證直放站設備的熱設計可靠性。
4.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%。
5.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(nèi)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(nèi)部模塊通信的穩(wěn)定性。
6.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(jīng)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(wǎng)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(chǎn)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25℃。
7.耐環(huán)境防護設計
直放站整機的結(jié)構(gòu)設計將充分考慮振動和沖擊的影響,監(jiān)控盤中
評論