I. 电子体系的毛病猜测技能界说
毛病是产品不能完结规则功用或功能退化导致不能满意规则要求的状况。电子体系的毛病猜测技能是以当时电子体系的运用状况为起点，对将来或许呈现的毛病 进行猜测，当猜测到毛病时及时向用户提出正告，以便用户能够采纳办法防止严重恶性事故产生,对现行的体系办理和修理准则具有开创性的作用，到达及时的毛病 猜测和对电子体系有用的健康办理。毛病猜测技能是实时地监控体系的健康状况和剩下运用寿数(RUL), 它供应状况修理的依据, 而且它差异于毛病确诊(过后修理)。
选用毛病猜测技能有许多优点。据NAVAIR计算, 在援助设备上有6%到10%的节约,在必要的人力支撑方面有46%到52%的节约，在美国商业电信部分，最近的一项剖析标明，毛病猜测体系的启用导致 OEM电力体系的33%出资回报率（ROI）。 毛病猜测或猜测的确诊办法能够让用户检测到退化的被督查电子模块。经过预先正告行将产生磨损，可进行以条件为根底的修理。在这期间，毛病猜测也能够支撑动 态切换到备份体系，或经过切负荷方案，或其他闭环操控办法，以保证使命圆满成功。
体系的寿数一般以为，一个浴缸曲线模型，如图1所示。为了防止过早的失效，检测失效边际的触发是可取的，就象图1.的毛病猜测触发点相同。这个毛病预 测触发点，能够经过“金丝雀”型感应器或由算法所得到。图1. 曲线提醒了体系的寿数与失效速率的联系,能够看到在体系的初期跟着时刻的延伸,失效速率是逐步下降的, 这个阶段, 容易产生前期失效；跟着时刻的推移, 体系进入安稳时,也便是有用寿数期,这里会产生随机失效；当进入退化期, 退化失效速率是随时刻而升高的。毛病猜测触发点设置在有用寿数期期间,不让体系进入退化期。
毛病猜测技能开始是为机械的运用开展起来的，并在直升机和杂乱的机械体系与HUMS子体系里所选用。由于要监测的组成部分不同，其特征值，时刻常数， 和时断时续性的存在 ，电子毛病猜测技能需求一起的立异供应相似的才能。电子毛病猜测技能尤为名贵，尤其是在运转预备很重要和停机费用贵重等要害体系。比如说: FADEC飞翔操控体系，电源体系,动力体系，驱动器和数字CPU板等。
选用电子毛病猜测技能需求监测体系中的要害组成部分的行为。这种行为能够用被监控的传感器，例如Ridgetop-Group SJ-BIST和Ringdown™,前者首要是对由于焊锡球栅阵列(BGA或FPGA)的焊锡球在PCB板上的开裂形成的电信号时断时续的现象进行监 测;后者首要是对电源体系寿数的监测。
图2. PCB或模块能够启用毛病猜测
在PCB或模块上能够启用毛病猜测的，如图2.所示: SJ-BIST 首要是对FPGA或BGA在PCB板上焊接球的状况的监测, 尤其是对PCB板上焊接球开裂形成的体系时断时续的现象的监测; %&&&&&%的NBTI, TDDB等单元是对芯片自身寿数的毛病猜测; 电源传感器是对电源寿数的监测,即Ringdown™。在图2.中要害模块能够用来监测或调查运用现有的传感器点，或许由别的的传感器来监测或调查。别的 的传感器也能够被集成或许将非侵入式传感器放到另一个体系。
II. 电源体系的毛病猜测技能- Ringdown™
电源体系是电子体系的首要部件，一起也是限制电子体系寿数的要害部件。传统电源体系的特色能够归纳成下列几条：
1. 契合安全规范
2．能带动大容性负载, 电子体系能够有许多去耦%&&&&&%.
3．从空载到满载能安稳运转,模块插卡式设备,模块数量和功耗不同
4．纯电阻负载到大容性负载能安稳运转
5．空载突变到满载或满载到空载, 电压跌落量小,康复时刻短
6．起动时,电压无超调或电压超调量小
7．纹波小
8．输入电压规模广
9．输入掉电,输出电压坚持时刻长
10．作业环境温度规模广,低温下空载,高温下满载长时刻运转
11．契合EMC规范
12．能驱动瞬时超越载(脉冲负载)
13．负载短路时能主动进入恒流状况,短路毛病去除,能主动进入恒压.
14．功率要高
15．大功率具有PF校对
16. 出厂前老化
众所周知，电源出厂前要进行老化试验。老化的意图是点评电源的功能和寿数，送到用户手中的电源是安稳的。 即图1. 中所示的电源应处在安稳时， 但也能够从图1.能够看出, 即使是体系处于安稳时, 也会产生随机失效。为了用户的电源体系有很好的可靠性和毛病预知性，应该再加电源体系的毛病猜测技能- Ringdown™。美国Ridgetop-Group 的Ringdown解决方案使电源体系的毛病猜测技能成为或许，它能进步电源体系的可靠性和可维护性与毛病的可猜测性。 Ringdown™解决方案既然是一种毛病猜测技能，它也遵照毛病猜测的遍及准则，即即插即用准则，不需求对用户电源体系电路进行任何改动就能够完成对电 源体系的健康状况实时监控, 其功能远超越现行的静态电流负载测验办法。
III. Ringdown™ 技能的介绍
机电致动器，如线性驱动器，在许多航空航天运用，包含军用和商用飞机, 正在替代其液压对应的单元。下降全体的载重和消除液体的走漏的问题，有助于下降运营和维护费用。或许机电致动器的选用的一个更大的优点是改进飞翔操控能 力。为便于选用，非侵入性的解决方案是电子子体系的毛病猜测技能的首选。Ridgetop-Group的非侵入式Ringdown™ 技能是为电子电源体系的毛病猜测开展而来的，能够适应于象服务于飞机的机电致动器的运动操控体系的伺服环路。
下面介绍一个对直流电机的监测的比如来阐明Ringdown™。
图 3 无刷电机/机电致动器伺服环路
图3. 是直流电动机伺服环路图，是运用方位反响所供应的解析器或履行运动的霍尔传感器。运动操控体系的过错能够被剖析，以点评H桥电路一起的无刷直流电动机伺服驱动器的健康状况（State-of-Health ）。
(图4a 健康MOSFET)
(图4b损坏的MOSFET)
图4 是 Ringdown™ 仿真成果。 图4a ）提醒转子方位和当H桥电路的一切组成部分是健康状况时的过错比照。当H桥正常作业时，转子方位亲近盯梢方针方位，在指令指挥方向改动曾经，简直为零错 误，即转子方位和方针方位是匹配的。H桥功率级也包含了MOSFET的开关，关于三相无刷直流电动机，有三对MOSFET的开关。运用脉冲宽度调制（ PWM ）技能， MOSFET的开关操控经过线圈绕组的电流和转子的滚动。基本上，依托调理PWM信号的占空比来改动转子的方向或在指令方位安稳的坚持。50 ％的PWM占空比没有产生运动，少于百分之五十的占空比运动在一个方向（如顺时针方向） ，而多于50 ％的占空比运动在反方向(如逆时针方向)。图4b 阐明的是一个单一阶段的H桥的一个MOSFET退化的作用（例如，增加了内部电阻）。比照图4a.能够看出，转子方位大于模仿的方针方位。当方向改动的命 令下达时，转子方位细微地超越方针方位，经过补偿，然后再测验遵照方针方位。图4b.过错的曲线图提醒了反常操控回路的行为。过错的曲线图是由于退化的 MOSFET开关形成的。这导致正常转子为了回应指挥方位改变要快的多，以及抵消调查与实践转子方位和方针方位。
众所周知, MOSFET和IGBT等常常用在电源体系中，常见的伺服驱动H桥电路的门驱动器是依托合适H桥的MOSFET或IGBT开关的驱动的操控逻辑(例如,微 操控器或DSP)来推进TTL或CMOS低和高侧的PWM整流信号所产生。一般情况下，由于退化或瞬态电气条件，栅极驱动器集成电路的失效是表现在开路条 件对驱动器的输出，例如运用过程中破坏性的颤动。同样地，如温度和振荡应力等环境要素，也可导致H桥栅极驱动器%&&&&&%断路毛病的。
Ridgetop-Group Ringdown™ 技能究竟怎样完成的呢? 如图5.伺服驱动器一般包含一个来操控反响环路和全体体系的反响的嵌入式微操控器单元操控器（ MCU ）或数字信号处理器（ DSP ）。集成了通用输入/输出，数据转换器，通讯接口和富余的记忆体。微操控器或DSP将办理由传感器取得的颤动产生/响应和将机动致动器的健康数据传到毛病 猜测的遥感勘察中心，以至于猜测后遥测办理。原始猜测后的数据将用于由飞翔操控或对地上修理人员长途剖析。当时在航天航空范畴，不管是否有毛病，十分困难 的和贵重的查看是不行少的，航天器由于修理原因常常撤除和替换。更杂乱的是，许多在飞翔记载中许多问题在地上复测时不能再次仿制，并因而被视为“无法重 复” 或“无费事发现” （ NTF ）。最坏的是， 毛病猜测技能将经过支撑条件为根底的修理工程有助于减轻这种贵重的确诊/修理周期。最好的是， 毛病猜测的启用能够协助飞翔员防止灾祸。在任何情况下，有用的猜测后传感技能与强壮的毛病猜测健康办理工具使修理费用削减。
图 5 Ringdown™ 模块
IV. Ringdown™ 解决方案特色和优势
正常情况下，电源体系运用闭环反响来坚持电压或电流的安稳.。当电源体系依然处于安稳时，一些时刻或老化相关的要素对内部器材形成的改变，形成电源电 源体系供应即将失效。Ringdown解决方案是在外部经过对电源体系或其负载改变进行瞬时的监控，在电源体系的功能还没有明显的下降时就能够检测到毛病 即将产生的特征， 用户能够依据Ringdown™的反响提早采纳相应的办法。
1) RingDown解决方案能够精确地猜测电源的损耗并判别其健康状况(State-of Health)和剩下寿数(Remaining Useful Life)。经过一个中心节点对坐落电路板上的传感器进行信息搜集来完成财物办理.
2）削减电源体系在运用中的毛病
当电子体系的电源体系失效时，或许形成较大经济损失和客户对产品较低的点评。Ridgetop-Group Ringdown™解决方案能够精确地猜测即将产生的电源失效, 用户能够在其失效之前就采纳办法，防止用户的严重损失。
3）即插即用式装置,不需求修正用户电路
一个相似于专用外部传感器能够直接插装在用户电路板上，不需求修正用户电路。运用特别的技能来提取测量值和断定操控电路的特性。
１．能够快速对电源进行在线或离线测验.
２．削减全体测验本钱.
V. 长途监控电源体系的特性
Ringdown™毛病猜测体系将检测到的电源损耗特功能够连接到用户的大网络上，大网络能够用来供应动态的器材库存信息，然后供应整个体系健康状况 和剩下寿数。一起美国锐拓集团公司的“岗兵健康办理”体系能够供应一个图形用户界面，能够运用户实时调查电源体系的信号起伏和其他的反响。即 Ringdown™解决方案包含了硬件支撑和软件支撑。
VI. 定论
Ringdown™解决方案能够在电源体系的功能明显下降之前检测到损耗特征。拓扑的独立性使其能够运用在多种电源上。包含军工、轿车和医疗设备等。现在，该解决方案现已被NASA， Air Force，Daimler等选用。
