电源模块的可靠性

可靠性是电源模块最重要的品质特性之一，可靠性即是在一定的时间内保证能满足工作要求的特性。一边是电源模块满足要求正常工作，另一边是早期故障的危害，它直接和间接带来的损害和导致高成本。因为使用元件的长寿命（10 到30 年）和检测过程十分复杂，所以对于小生产批量的模块的可靠性给出准确的数据是很困难的。但可以通过以下方法改善可靠性：

- 准确控制生产全过程

- 模拟实际情况进行可靠性检测，解决典型故障

- 在整个系统中测试并观测元件的重要参数特性

在可靠性方面提出的口号是“可靠性的设计”[文献42]，这就意味着在一个功率模块设计时，就应考虑到组件（在功率半导体的情况下）老化问题。它应该采取尽可能多的安全措施，使元器件的寿命满足整个系统的寿命要求。所以我们应了解元器件的老化问题。

MTBF（平均故障间隔），MTTF（平均工作时间）和FIT（故障率）故障率（故障时间）是指每运行小时的故障次数。通常这个值是标准化为10-9小时

在评估过程中，必须去除早期失效的元器件和寿命到期的元器件，因为错误率呈现像是“浴缸曲线”，但平坦部分是故障率，在理想状态下应是一个常数。MTBF（平均故障时间）是故障间隔的平均值。而MTBF 值是故障率的倒数。

其实，在功率半导体应用方面更好的参数是MTTF（平均工作时间），而MTBF 值指的是需要维修时间间隔，由于维修时间间隔同可靠工作时间间隔是相同的概念，所以二者是相同的。同信号处理元器件不同，功率半导体100 万次使用只是一个很小的实验数据量，再加上生产的数量有限，所以，实际使用时很少给出这些指标参数。维基百科网站(de.wikipedia.org/wiki/Failure_In_Time)上给出了功率晶体管和二极管的故障率为50 到60X 10-9小时，相当于平均工作时间达到2 ×107小时。这个值主要适用于分立元件和集成组件不超过两个的模块（SEMIPACK，SEMITRANS）。更集成度更高的器件会有更高的故障率。

根据同故障率有很大关系的阿列纽斯效应可以看到，故障率随温度上升呈指数增加。这个说法只是部分正确，因为它仅考虑了同温度相关的失效机理。

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