15、单次使用设备与碳化硅升压转换器的可靠性研究

单次使用设备与碳化硅升压转换器的可靠性研究

1. 单次使用设备可靠性提升

1.1 可靠性验证

可靠性评估/验证测试用于证明产品符合规定的可靠性参数，如平均无故障时间（MTBF）或给定置信水平下的故障率。可靠性测试具有正式性和统计性，需要标准程序。测试可分为连续型（记录为变量数据）和二分法型（记录为成功/失败属性数据）。属性数据记录每次测试的成功或失败情况，每个单次使用设备（SSD）单独编号以便追溯。可靠性测试的策略是制造出产品使用中的典型故障，或消除产品设计中的弱点。

SSD的可靠性验证和提升主要取决于设计方法、原材料选择和组件制造过程中的质量控制、组装/集成以及环境测试。在试验中，采用模拟产品实际使用故障条件的策略，并在反映实际使用或部署的环境中进行测试。SSD需接受各种测试，包括冲击、加速、碰撞、温度调节、电磁干扰/兼容性（EMI/EMC）、水浸以及在不同操作条件（如环境温度、高海拔和沙漠环境）下的功能测试。

1.2 可靠性提升

SSD有四个主要组件，其中两个组件相互冗余或处于热备用状态。使用故障树分析（FTA）来确定SSD不工作和过早工作这两个特定事件的根本原因。

1.2.1 SSD不工作的故障树分析

FTA由贝尔实验室首次引入，是可靠性、可用性、可维护性和安全性分析中广泛使用的方法。它是一种自上而下的演绎式故障分析，通过布尔逻辑模拟和分析系统故障条件，将可能导致不期望事件的硬件、软件故障和人为错误等低级事件组合起来。在此，FTA用作诊断工具，以确定和纠正SSD不工作这一顶级事件的原因。

SSD不工作的故障树显示，开发试验中的故障表明，缺陷的根本原因包括人为错误、