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

　　直放站結構設計時均對產品進行熱分析和預計，對產品內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℃。

　　總體結構方案設計完成后，針對電子設備熱產生機理與傳播方式，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工作。通過CAE輔助分析軟件，進行模型建立、模型求解和結果解釋三方面對直放站產品進行熱效應分析，優(yōu)化整機設備關鍵器件、部件的參數位置；并對電子系統(tǒng)強迫對流和自然對流冷結構設計方案進行優(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構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2G直放站的設計經驗，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

　　直放站整機的結構設計將充分考慮振動和沖擊的影響，監(jiān)控盤中