电路设计中的保护电路与可靠性设计 · 课程目录

01

可靠性设计概述

MTBF、MTTF、失效率 · 浴盆曲线 · 可靠性重要性

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02

失效物理与机理

过电/热/机械应力 · 电迁移 · ESD损伤 · 化学腐蚀

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03

降额设计

降额因子 · 电阻/电容/半导体降额标准

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04

冗余设计

冷/热/温备份 · N+1 · 2N · 表决系统

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05

热设计基础

传导/对流/辐射 · 热阻 · 结温 · 散热器选型

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06

热设计实践

PCB散热 · 热仿真 · 风道 · 热测试

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07

EMC与可靠性

电磁干扰影响 · 屏蔽/滤波/接地

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08

过流保护

保险丝 · PTC · eFuse · 电流检测与限流

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09

过压保护

TVS · 齐纳 · 压敏电阻 · 气体放电管 · OVP IC

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10

防反接保护

二极管 · PMOS/NMOS · 理想二极管控制器

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11

ESD保护

HBM/CDM/MM模型 · 器件选型 · PCB布局

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12

浪涌保护

雷击/电网切换 · 一级/二级防护 · MOV+GDT

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13

电源保护

UVLO · OVLO · 软启动 · 短路/反向电流保护

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14

信号完整性保护

RC滤波 · 共模扼流圈 · 隔离器件 · 差分保护

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15

看门狗与监控

硬件/软件看门狗 · 电压监控 · 复位电路

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16

安全认证与标准

UL/CE/FCC · IEC 60950/62368 保护要求

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17

FMEA

故障模式与影响分析 · 严重度/频度/探测度 · 表格

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18

故障树分析 (FTA)

与门/或门 · 最小割集 · 电路设计应用

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19

可靠性预计与分配

元器件计数法 · 应力分析 · MIL-HDBK-217

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20

加速寿命试验

高温老化 · 温度循环 · HALT/HASS

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21

筛选与老炼

元器件筛选 · ESS · 老炼测试方案

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22

可制造性设计 (DFM)

焊盘设计 · 元件间距 · 波峰/回流焊影响

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23

可测试性设计 (DFT)

测试点 · JTAG · ICT · 可靠性贡献

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24

PCB可靠性设计

板材选择 · 叠层 · 阻抗控制 · 焊盘/过孔

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25

接插件与线缆可靠性

接触电阻 · 锁紧机构 · 应力释放 · IP等级

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26

软件可靠性

看门狗交互 · 状态机 · CRC · 冗余存储

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27

系统级可靠性

单点故障 · 容错 · 恢复 · 降级模式

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28

可靠性测试与验证

功能/边界/容错 · 长期稳定性 · 环境测试

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29

可靠性数据分析

Weibull · 指数分布 · Duane模型 · 数据拟合

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30

案例分析与总结

电源/控制器/传感器案例 · 设计缺陷与改进

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