[發明專利]一種基于FSR法的DC-DC電源模塊薄弱環節的確定方法

在審

• 申請號: 202111148392.2
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113901685A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 高成;雷鑫;黃姣英
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種基于FSR法的DC?DC電源模塊薄弱環節的確定方法，步驟如下：一：選定DC?DC電源模塊，分析工作原理和內部結構，確定重要研究參數，探究內部元器件組成；二：調研總結內部元器件失效模式以及失效機理，形成FMEA表，得出理論薄弱環節；三：確定建模、仿真軟件，根據簡化原則進行建模；四：給出各材料參數和特性，計算主要發熱器件的功率并給出仿真的載荷施加條件；五：有限元仿真及分析；六：可靠性強化試驗設計；七：試驗平臺的搭建；八：數據分析與薄弱環節分析。通過以上步驟，能利用FSR法精確地定位DC?DC電源模塊的薄弱環節；為器件設計人員提供提升器件可靠性的依據，為器件延壽工作提供有力支撐。

(一)技術領域：

本發明提供一種基于FSR法的DC-DC電源模塊薄弱環節的確定方法，它涉及一種電源模塊的薄弱環節的定位方法。它主要針對產品貯存延壽時確定最短壽件的現實需求，對復雜產品整體確定內部薄弱環節設計了一種方法，屬于故障分析技術領域。

(二)背景技術

壽命參數是可靠性參數一個非常重要的組成部分，在新研裝備及在役裝備中大量存在著壽命評估需求。長期以來，高可靠長壽命評估課題(如磨損壽命、腐蝕壽命、貯存壽命等)都是裝備可靠性工程界面臨的一個技術難題。DC-DC(直流-直流轉換)電源模塊是一種運用功率半導體開關器件實現DC-DC功率變換的開關電源。它廣泛應用在電機拖動、不間斷電源等工業領域，在軍事領域中，其以體積小、質量輕可靠性高等優點，廣泛應用于軍事電子控制系統航空、航天等軍事領域。

薄弱環節是指在一個系統內部，相對明顯阻礙、影響整體運作和降低整體質量的個體。對于電子整機產品，其失效模式和失效機理十分復雜,薄弱環節的確定也十分困難。根據短板原理，任何一種產品的壽命都決定于該產品中的最短壽件，因此確定產品的薄弱環節，對其進行延壽工作具有重要意義。

傳統的薄弱環節分析法一般采用FMEA或者FMECA方法，具體操作手段是針對產品所有可能的故障，根據對故障模式的分析，確定每種故障模式對產品工作的影響，找出單點故障，并按故障模式的嚴重度及其發生概率確定其危害性，以確定產品的各種缺陷與薄弱環節。但是，僅采用FMEA或FMECA方法存在主觀性較強、缺少定量分析的問題，其與使用者的個人經驗也有著密切關系，經驗不足的人員可能無法精確地確定對應的薄弱環節，因此很難完全信任其結果。

FSR法主要通過FMEA、仿真和可靠性強化試驗來實現。其中，F代表FMEA，S代表仿真，R代表可靠性強化試驗。調研其內部器件的失效模式和失效機理，形成FMEA分析表，可得到理論薄弱環節；建立DC-DC電源模塊的等效模型，利用計算機仿真技術觀察應力最大部位，可得到仿真薄弱環節；最后對DC-DC電源模塊進行可靠性強化試驗，根據強化試驗的結果、結合理論與仿真的結論綜合得出DC-DC電源模塊的薄弱環節。此方法操作簡便，準確度高，并且安全可控，適用于DC-DC電源模塊薄弱環節的確定，具有一定的創新性。

隨著DC-DC電源模塊在不同領域的廣泛應用，其延壽工作對確定薄弱環節的要求越來越高，利用傳統方法獲得準確的薄弱環節更加困難。本文提出一種基于FSR的DC-DC電源模塊薄弱環節的確定方法，能夠較為準確地獲得DC-DC電源模塊的薄弱環節，且操作簡便準確度高，能夠提高其可靠性，并為其延壽工作提供良好的幫助。

(三)發明內容：

1.目的：

本發明的目的是提供一種基于FSR法的DC-DC電源模塊薄弱環節的確定方法，它是以FMEA為首要環節，計算機仿真分析作為補充，結合可靠性強化試驗實現薄弱環節的定位，為相關系統的延壽工作提供精確參考。

2.技術方案：

本發明提出一種基于FSR法的DC-DC電源模塊薄弱環節的確定方法，它包括以下步驟：

步驟一：選定DC-DC電源模塊，分析其工作原理和結構組成，明確DC-DC電源模塊具體參數，選擇DC-DC電源模塊的重要研究參數，探究其內部元器件組成；