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開關(guān)電源的可靠性指標(biāo)

可靠性是開關(guān)電源適配器產(chǎn)品的一項(xiàng)十分重要的質(zhì)量指標(biāo)，將可靠性數(shù)量化有利于對各種產(chǎn)品的可靠性提出明確而統(tǒng)一的指標(biāo)，可靠性的數(shù)量化可根據(jù)需要采用不同的指標(biāo)。
可靠性指標(biāo)主要包括可靠度、平均壽命、失效率和失效密度等。
1.可靠度：產(chǎn)品的可靠度即正常工作概率，是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。在計(jì)算可靠度時，開始試驗(yàn)時的產(chǎn)品數(shù)越大，測試時間間隔越小，則可靠性的準(zhǔn)確性越高。
在評定產(chǎn)品可靠性時，也常用故障概率或損壞概率表示。故障概率是可靠度的對應(yīng)事件的概率。可靠度和故障概率對評定元器件、開關(guān)電源、變壓器、充電器或復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性十分簡便而直觀，可靠度越大，故障概率越小，可靠性就越高。
2.平均壽命：產(chǎn)品的平均壽命是指產(chǎn)品的平均正常工作時間，對不可修復(fù)的產(chǎn)品和可修復(fù)的產(chǎn)品具有不同的含義。
對于不可修復(fù)的產(chǎn)品，平均壽命是指產(chǎn)品失效前的平均工作時間，通常稱MTTF,即為到達(dá)故障前的平均時間。
對于可修復(fù)的產(chǎn)品，平均壽命是指相鄰兩次故障間的平均工作時間，即平均無故障工作時間，通常稱為MTBF,即是故障間的平均時間。
MTTF和MTBF的意義是類似的，其數(shù)學(xué)表達(dá)形式也是一致的。
3.失效率:產(chǎn)品在任意時刻t的失效率（故障率、故障強(qiáng)度）定義為：產(chǎn)品工作到t時刻后，在單位時間內(nèi)失效的概率。也可以說，失效率等于產(chǎn)品在t時刻后的一個單位時間內(nèi)的失效數(shù)與在時刻t尚在工作的產(chǎn)品數(shù)的比值。
失效率常用于表示電子產(chǎn)品、元器件的可靠性指標(biāo)，失效率越低表示可靠性越高。失效率的單位是時間的百分?jǐn)?shù)，如%/h，%/kh，表示受試驗(yàn)產(chǎn)品在1小時（或1000小時）內(nèi)失效數(shù)的百分比。國外常用非特（Fit）作為失效率的單位，即100萬個元件工作1000小時后出現(xiàn)1個失效元件，稱為1非特（Fit）。
4.失效密度：產(chǎn)品的失效密度（故障頻率）是指單位時間內(nèi)失效產(chǎn)品數(shù)與受試驗(yàn)產(chǎn)品的起始數(shù)（總數(shù)）之比，在試驗(yàn)過程中發(fā)生故障的產(chǎn)品不予調(diào)換。
失效密度的單位是1/h，即每小時內(nèi)失效的產(chǎn)品數(shù)占試驗(yàn)產(chǎn)品總數(shù)的比值。

評價(jià)不同產(chǎn)品的可靠性時，可在上述四種表征可靠性的指標(biāo)中選用一種或兩種指標(biāo)，究竟采用何種指標(biāo)取決于使用方便。對于一般開關(guān)電源適配器、電子設(shè)備或系統(tǒng)，可采用可靠度（故障概率）；對于復(fù)雜的電子設(shè)備或系統(tǒng)，可采用平均壽命，因?yàn)檫@類產(chǎn)品不可能用較多的數(shù)量進(jìn)行試驗(yàn)；對于元器件則用通過大量試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)得出的失效率來表征可靠性；對于一次性使用的或發(fā)生故障不再修理的設(shè)備，則采用失效密度來表征其可靠性。

開關(guān)電源產(chǎn)品的可靠性可用平均無故障工作時間（MTBF)進(jìn)行定量評價(jià)。目前國內(nèi)外電子行業(yè)都已經(jīng)把平均無故障工作時間作為評價(jià)和衡量產(chǎn)品質(zhì)量的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。民用電子整機(jī)的平均無故障工作時間，通常是指從產(chǎn)品出廠到一次發(fā)生故障的平均工作時間；工業(yè)電子整機(jī)產(chǎn)品的平均無故障工作時間，通常是指兩次故障之間的平均工作時間。要提高開關(guān)電源適配器的可靠性和平均無故障工作時間，首先應(yīng)確定影響平均無故障工作時間的基本因素，而后根據(jù)其形成原因進(jìn)行解決。開關(guān)電源產(chǎn)品的故障大多是由元器件損壞引起的。電子元器件的平均無故障工作時間就是其壽命周期，電子元器件一旦發(fā)生故障就標(biāo)志著電源適配器的壽命結(jié)束。開關(guān)電源整機(jī)中使用的元器件數(shù)量越多，故障率就越高，可靠性也隨之降低，平均無故障工作時間就越短。因此，在進(jìn)行開關(guān)電源的設(shè)計(jì)時，盡量使用集成化的元器件，減少整機(jī)中元器件的數(shù)量，簡化電路結(jié)構(gòu)。同時應(yīng)盡可能選用失效率低的元器件，選用符合國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的元器件。在研制開關(guān)電源適配器階段，應(yīng)盡可能避免使用自制或非標(biāo)準(zhǔn)元器件。
除元器件外，焊接點(diǎn)失效也是引起開關(guān)電源產(chǎn)品整機(jī)故障的另一個重要因素。因?yàn)樵谟≈齐娐钒迳�產(chǎn)以及裝配、焊接的過程中都難免出現(xiàn)失誤，因此，若產(chǎn)品焊點(diǎn)的數(shù)目多，焊接技術(shù)或焊劑的質(zhì)量差，則開關(guān)電源整機(jī)的平均無故障工作時間必然變短。

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平板耗電大，中功率無線充電將應(yīng)運(yùn)而生
中功率無線充電可望進(jìn)駐平板手機(jī)(Phablet)。由于平板手機(jī)搭載的螢?zāi)怀叽巛^大，因而比4寸以下手機(jī)更為耗電，若采用現(xiàn)用的5瓦無線充電方案，須耗費(fèi)許多時間才能充飽電池。有鑒于此，無線充電聯(lián)盟(WPC)正加速制定一版中功率無線充電標(biāo)準(zhǔn)，期以15瓦輸出功率滿足平板手機(jī)應(yīng)用需求，預(yù)計(jì)2013 年底即可底定。
SAA電源適配器飛思卡爾(Freescale)產(chǎn)品經(jīng)理兼無線充電聯(lián)盟(WPC)大中華區(qū)推廣組專員黃衛(wèi)其表示，在三星(Samsung)Galaxy Note系列熱銷激勵下，消費(fèi)者對于搭載6吋以上螢?zāi)坏闹腔坌褪謾C(jī)喜愛程度正與日俱增，但此平板手機(jī)由于螢?zāi)惠^大，因此也更加耗電，若用一般5瓦無線充電標(biāo)準(zhǔn)，將難以符合使用者期待，進(jìn)而推升中功率無線充電技術(shù)需求加溫。
報(bào)導(dǎo)進(jìn)一步指出，由于目前一般4寸智慧型手機(jī)鋰電池電容量約為1，500毫安時(mAh)，因此采用5瓦無線充電解決方案尚稱堪用;而6寸以上的平板手機(jī)平均電池容量則為4，000mAh，若同樣采用5瓦進(jìn)行無線充電則曠日廢時，因此手機(jī)製造商已開始考慮導(dǎo)入15瓦無線充電技術(shù)。
事實(shí)上，不光是大螢?zāi)粚?dǎo)致平板手機(jī)耗電速度快，多核心處理器亦是加劇鋰電池壽命損耗的重要因素。現(xiàn)今市面上的平板手機(jī)大多搭載四核心處理器，2014年甚至可能會導(dǎo)入八核心處理器，屆時5瓦無線充電方案的效率將難以滿足市場需求。
也因此，目前無線充電聯(lián)盟(WPC)已加快中功率無線手機(jī)充電器充電標(biāo)準(zhǔn)制定速度，預(yù)計(jì)今年底可確認(rèn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)範(fàn)，而德州儀器(TI)、飛思卡爾與IDT等晶片商也將隨即出貨給手機(jī)設(shè)備商進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，共同壯大中功率無線充電市場。
黃衛(wèi)其強(qiáng)調(diào)，雖然中功率無線充電可應(yīng)用的市場相當(dāng)廣泛，但若以市場滲透率而言，行動裝置是佳的技術(shù)推廣平臺，因此產(chǎn)業(yè)界皆相當(dāng)看好中功率無線充電技術(shù)能在平板手機(jī)市場發(fā)酵，而各家晶片商為爭奪此一商機(jī)，也都開始加速開發(fā)無線充電解決方案。
另一方面，平板市場亦為推升中功率無線充電市場的另一關(guān)鍵動能。黃衛(wèi)其分析，以目前WPC標(biāo)準(zhǔn)制定進(jìn)度與晶片商研發(fā)時程推測，2014年肯定能看到平板電腦支援中功率無線充電技術(shù)，且由于平板電腦大多為一體成型的設(shè)計(jì)，因此可望帶動內(nèi)嵌式無線充電模組風(fēng)潮興起，屆時唯有能推出高整合度與微型化方案的晶片商才有機(jī)會在此一市場脫穎而出。
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