可靠性設(shè)計(jì)的基本方法

系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)

　　1．簡化設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中將在滿足性能指標(biāo)的條件下，線路盡可能簡單，系統(tǒng)設(shè)計(jì)充分借鑒2G直放站設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，采用可靠性高的、模塊化的標(biāo)準(zhǔn)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(shè)計(jì)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(rèn)證的合格供應(yīng)商提供的器件，盡可能減少元器件的品種、規(guī)格，嚴(yán)格控制選用非標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的元器件；

　　需要外購的部分射頻模塊一方面嚴(yán)格對(duì)供貨商進(jìn)行準(zhǔn)入認(rèn)證，另一方面要對(duì)入庫的外購模塊進(jìn)行嚴(yán)格的性能檢驗(yàn)，以保證外購模塊的質(zhì)量。外購的模塊和元器件在裝機(jī)前將100％進(jìn)行環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)（ESS），以保證元器件在裝機(jī)前已消除了早期的性能缺陷。

　　3．熱設(shè)計(jì)考慮

　　直放站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)均對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行熱分析和預(yù)計(jì)，對(duì)產(chǎn)品內(nèi)部最高溫升進(jìn)行設(shè)計(jì)控制，采用大功率散熱器，并預(yù)留足夠的余量，同時(shí)對(duì)發(fā)熱量較大的功率放大器模塊安裝時(shí)底部覆涂導(dǎo)熱硅脂，保證功放表面溫升不大于25℃。

　　總體結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)完成后，針對(duì)電子設(shè)備熱產(chǎn)生機(jī)理與傳播方式，對(duì)電子設(shè)備的熱場分布進(jìn)行分析研究，采用合理的熱設(shè)計(jì)方法保證電子設(shè)備在允許的溫度范圍內(nèi)工作。通過CAE輔助分析軟件，進(jìn)行模型建立、模型求解和結(jié)果解釋三方面對(duì)直放站產(chǎn)品進(jìn)行熱效應(yīng)分析，優(yōu)化整機(jī)設(shè)備關(guān)鍵器件、部件的參數(shù)位置；并對(duì)電子系統(tǒng)強(qiáng)迫對(duì)流和自然對(duì)流冷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化。在仿真方案達(dá)到設(shè)計(jì)要求后，通過環(huán)境溫升試驗(yàn)對(duì)設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案作最終考評(píng)，以保證直放站設(shè)備的熱設(shè)計(jì)可靠性。

　　4．降額設(shè)計(jì)

　　降低元器件在電路中所承受的應(yīng)力（一般主要指溫度應(yīng)力及電應(yīng)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(jī)的工作溫度范圍，電阻、電容等元器件的耐壓值應(yīng)大于額定工作電壓的2倍，電源模塊實(shí)際功耗不超過額定功率的70％。

　　5．通信可靠性

　　由于整機(jī)采用模塊化的設(shè)計(jì)，所以就涉及到各個(gè)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?jǐn)?shù)字信號(hào)的總線通信，可以大大提高信號(hào)的抗干擾能力，同時(shí)，我們每個(gè)模塊內(nèi)部都統(tǒng)一采用負(fù)壓保護(hù)、過流保護(hù)等抗線上干擾設(shè)計(jì)，從而保證內(nèi)部模塊通信的穩(wěn)定性。

　　6．FMEA分析

　　FMEA是進(jìn)行可靠性分析的重要手段，由于直放站整機(jī)采用成熟的模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)，根據(jù)2G直放站的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，功放模塊的故障或失效對(duì)整機(jī)的功能影響較大，當(dāng)功放模塊失效或發(fā)生參數(shù)飄移時(shí)，對(duì)整機(jī)造成的影響是整機(jī)無輸出或者輸出功率失控，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，因此將功放模塊確定為整機(jī)的關(guān)鍵件，在研發(fā)和生產(chǎn)過程中必須加以重點(diǎn)控制，功放模塊在裝機(jī)前必須進(jìn)行嚴(yán)格檢測和篩選，同時(shí)嚴(yán)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(hù)設(shè)計(jì)

　　直放站整機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將充分考慮振動(dòng)和沖擊的影響，監(jiān)控盤中