Анализ схемы наихудшего случая

Анализ схемы наихудшего случая (WCCA или WCA) — это экономически эффективный способ проверки конструкции, позволяющий с высокой степенью уверенности гарантировать, что потенциальные дефекты и недостатки выявлены и устранены до и во время испытаний, производства и поставки.

Это количественная оценка производительности оборудования с учетом производственных, экологических и стареющих эффектов. В дополнение к анализу схемы WCCA часто включает в себя анализ напряжений и снижения номинальных характеристик , режимы отказов и их последствия, критичность ( FMECA ) и прогнозирование надежности ( MTBF ).

Конкретная цель состоит в том, чтобы проверить, что конструкция достаточно надежна, чтобы обеспечить работу, которая соответствует техническим характеристикам системы в течение расчетного срока службы при наихудших условиях и допусках (начальные, старение, радиация, температура и т. д.).

Анализ напряжения и снижения рейтинга предназначен для повышения надежности за счет обеспечения достаточного запаса по сравнению с допустимыми пределами напряжения. Это уменьшает условия перенапряжения, которые могут вызвать отказ, и снижает скорость изменения параметров, вызванных стрессом, в течение срока службы. Он определяет максимальное напряжение, приложенное к каждому компоненту системы.

Общая информация

Анализ цепей наихудшего случая следует выполнять для всех цепей, которые являются безопасными и критичными с финансовой точки зрения. Анализ схемы наихудшего случая — это метод анализа, который, учитывая изменчивость компонентов, определяет характеристики схемы при наихудшем сценарии (в экстремальных условиях окружающей среды или эксплуатации). Условия окружающей среды определяются как внешние напряжения, приложенные к каждому компоненту схемы. Это включает температуру, влажность или радиацию. Условия эксплуатации включают внешние электрические входы, уровень качества компонентов, взаимодействие между деталями и дрейф из-за старения компонентов.

WCCA помогает обеспечить надежность конструкции оборудования для долгосрочной эксплуатации в полевых условиях. Электронные детали выходят из строя в двух различных случаях:

Превышение допустимых пределов : благодаря этому схема продолжает работать, хотя и с ухудшенными характеристиками, и в конечном итоге превышает требуемые рабочие пределы схемы.

Катастрофические отказы можно свести к минимуму за счет наработки на отказ , стресса и снижения номинальных характеристик, а также анализа FMECA , который помогает гарантировать, что все компоненты должным образом снижены, а также что деградация происходит «изящно…».

WCCA позволяет прогнозировать и оценивать пределы производительности схемы при всех комбинациях половинных допусков.

Есть много причин для проведения WCCA. Вот некоторые из них, которые могут повлиять на график и стоимость.

Нуждаться	Причина
Проверка конструкции и надежность	Проверяет работу схемы и количественно определяет эксплуатационные пределы в зависимости от допусков деталей и условий эксплуатации. Будет ли схема выполнять свои функции и соответствовать спецификациям?/WCCA количественно определяет риск.
	Улучшение производительности схемы. Определяет чувствительность компонентов к определенным характеристикам или допускам, чтобы лучше оптимизировать/понимать конструкцию и то, что влияет на производительность.
	Проверяет, что схема правильно взаимодействует с другой конструкцией.
	Определяет влияние отказов деталей или выходов за пределы допусков.
Снижение стоимости испытаний	Оценить аспекты производительности, которые сложно, дорого или невозможно измерить (т. е. определить влияние входных стимулов и выходной нагрузки, чтобы не повредить оборудование).
	Помогает установить ограничения ATP
	Проверяет корректировки «Выбор в тесте» и определяет, необходимы ли они и каковы должны быть их пределы.
	Уменьшает количество и масштаб тестирования.
Оценка деталей	Определяет, подходят ли детали для использования по назначению (слишком ли они дешевы, слишком дороги, имеют правильные характеристики) или можно ли использовать новую технологию.
	Поддерживает/устанавливает критические параметры и требования SCD/определения скрининга.
	Модели можно использовать для выполнения анализа переходных процессов с одним событием (SET).
Снижение графика, стоимости или договорных рисков	Уменьшает вращение платы — определяет влияние поздней стадии проектирования или изменений деталей.
	Проверяет влияние изменений в устаревших схемах или замен деталей.
	Позволяет получить более выгодные тарифы по страхованию или снизить договорные обязательства.
	Анализ помогает избежать катастрофических или дорогостоящих инцидентов.

Методология

Анализ наихудшего случая — это анализ устройства (или системы), который гарантирует, что устройство соответствует своим эксплуатационным характеристикам. Обычно они учитывают допуски, обусловленные допуском исходного компонента, температурной устойчивостью, возрастом и воздействием окружающей среды (например, радиацией космического устройства). Анализ начала срока службы включает в себя первоначальный допуск и предоставляет пределы паспортных данных для цикла производственных испытаний. Анализ окончания срока службы позволяет выявить дополнительную деградацию, вызванную старением и температурным воздействием на элементы внутри устройства или системы.

Этот анализ обычно выполняется с использованием SPICE, но для определения чувствительности или производительности в худшем случае необходимы математические модели отдельных схем внутри устройства (или системы). ^[1] Для суммирования и суммирования результатов часто используется компьютерная программа.

WCCA следует следующим шагам:

Сгенерировать/получить модель схемы
Получите корреляцию для проверки модели
Определить чувствительность к каждому параметру компонента
Определить допуски компонентов
Рассчитайте дисперсию каждого параметра компонента как произведение чувствительности на абсолютный допуск.
Используйте как минимум два метода анализа (например, ручной анализ и SPICE или Sabre, SPICE и измеренные данные), чтобы гарантировать результат.
Создайте формальный отчет для передачи полученной информации.

Дизайн разбит на соответствующие функциональные разделы. Разработана математическая модель схемы и применены эффекты различных допусков детали/системы. Результаты EVA и RSS схемы определяются для состояний начала и конца срока службы.

Эти результаты используются для расчета напряжений в деталях и применяются для другого анализа. Чтобы WCCA был полезен на протяжении всего жизненного цикла продукта, чрезвычайно важно, чтобы анализ был документирован в четком и кратком формате. Это позволит в будущем обновлять и проверять не оригинальный дизайнер. Создается матрица соответствия, которая четко определяет результаты и все проблемы.

Ссылки

^ «Оценка производительности активных фильтров в наихудшем случае с использованием идей надежного управления» (PDF) . Декабрь 2010 года . Проверено 20 сентября 2023 г.

Внешние ссылки

[1] «Оценка производительности активных фильтров в наихудшем случае с использованием идей надежного управления» (PDF) . Декабрь 2010 года . Проверено 20 сентября 2023 г.

[1]