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PCB可靠性在轿车中的使用

1.前言、背景汽车电子其实并非与其它复杂电子产品完全不同:多个中央处理器、网络、实时数据收集,以及极为复杂的PCB。汽车行业的设计压力与其它类型的电子产品相似:设计时间短,市场竞争激烈。那么汽车电子与

1.前语、布景

  轿车电子其实并非与其它杂乱电子产品彻底不同:多个中央处理器、网络、实时数据搜集,以及极为杂乱的PCB轿车职业的规划压力与其它类型的电子产品类似:规划时刻短,市场竞争剧烈。那么轿车电子与例如一些高端文娱产品电子之间有什么区别?大相径庭!假如PCB在文娱产品中产生毛病,人们的性命不受要挟;但要是在轿车中产生毛病,人们的性命就危如累卵了。因而,轿车电子部件的牢靠性规划是规划进程中需求考虑的一个首要方面。

  2.全文要害与纲要如下:

  a.时刻和费用压力

  与承受着规划时刻和开发费用压力的一切产品相同,轿车部件也不破例。一项开发实践能给电子产品公司满意这些根本商业方针供给很大协助,它是运用虚拟样机来对规划进行剖析,而且无需费用和时刻来树立多种物理样机,测验这些模型以及依据测验成果做出递加修正。别的,影响产品牢靠性的许多要素需求经过数周、数月或许数年的物理损坏才干发现。因而这些情况下的物理样机不是可行的办法。即便在试验舱内,你也不或许精准无误地仿制数年的物理振动、热环境、轰动和温度循环损坏。

  b.仿真是要害

  仿真,或许说虚拟样机,已经成为了规划进程中越来越重要的进程。正如明导电子的Expedition Enterprise相同,一个杂乱的PCB体系规划处理计划含有多种形式的虚拟样机功用。

  

  图1–虚拟原型应当在整个规划进程中都加以运用,然后削减循环时刻和费用,以及制造出一种牢靠的产品。

  c.热操控

  影响牢靠性的最要害的一点(这里是就功能而言)是热。%&&&&&%(IC)过热会随时刻呈现问题,轿车环境也会变得十分无情。例如,过热发动机舱里的部件,或开车经过从密歇根州冬天直至亚利桑那州夏日这样的气候。从IC封装开端,贯穿PCB,直至运转环境下的完好产品,都应能操控热度。

  

  图2–确认热捷径能引导规划人员做出改动,使散热产生很大改变。

  在PCB规划和机械规划范畴运用杂乱热剖析能带来更好的热办理和牢靠性,且无需树立和测验多种物理样机。这节省了很多时刻和费用。别的,有了与规划体系严密整合的便利易用的软件,规划人员能快速运用多种“假定”场景进行试验,并取得功能更好的处理计划。

  d.高加快寿数测验

  车辆呈现牢靠性问题的另一原因是PCB的继续振动及随后呈现的组件引线和附件毛病。一般可经过构建样机并将它们放置在加快室,使PCB产生振动和温度循环试验,以检测是否呈现毛病。跟着规划的发展,这种办法需求构建多个样机,而且一般需求几周乃至几个月的时刻才干完结在加快室对轿车零部件预期寿数的模仿。这是一项十分耗时且费用极高的进程,因而牢靠性增强测验或许并不完好和全面。

  现在有软件可以在虚拟样机形式下展开相同的测验。规划人员可运用这种软件对PCB进行界定并轻松展开损耗仿真试验。该软件可在几小时内完结杂乱的剖析,并指出或许呈现的毛病(图3)。

  

  图3:明导的H.A.L.T.软件可以在数小时内完结振动、轰动和温度循环毛病剖析,而在测验室内则需求几周乃至几个月的时刻。

  e.电源完好性剖析确保高牢靠性

  在电子产品规划中,电源完好性是一项越来越杂乱的问题。

  

  图4:明导的HyperLynx电源完好性剖析可确认高电平电流密度空间和或许呈现的长时刻印刷电路板毛病

  空间狭隘可导致严峻的牢靠性问题,而这一问题或许几年后才会闪现。电流过高会使空间温度上升,然后导致PCB像保险丝相同烧坏或爆板。而现在可在软件中对这些配电网进行剖析,并可确认虚拟样机和高电平电流密度空间。然后规划人员便可以对空间进行扩展或在相邻层创立平行电流途径,然后在保持%&&&&&%足够电流供给的一起处理这一问题。

  在测验室内经过运用物理样机对电流密度问题进行测验并不实践,由于它或许在几年后才干引发毛病。而问题或许永久不会闪现出来,导致随后呈现这方面的毛病。

  3.研究报告总结

  牢靠性在轿车电子中十分重要,而现在鉴于来自产品上市时刻和本钱减缩的压力,采纳在软件虚拟样机环境中相对于测验室内的物理样机进行剖析的办法显得益发必要。现在因软件的存在,然后使电子和机械规划人员可进行更多的模仿仿真计划。

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