系統(tǒng)最可靠意味著什么，如何實(shí)現(xiàn)？

每次看電視、聽(tīng)廣播或看大街上的廣告牌時(shí)，都能看到推銷產(chǎn)品比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手更加可靠的廣告。從汽車公司、工具公司到半導(dǎo)體公司的每個(gè)人都在嘗試證明他們公司生產(chǎn)的產(chǎn)品是唯一可信賴的產(chǎn)品。有如此多的營(yíng)銷以可靠性為焦點(diǎn)說(shuō)明可靠性是一項(xiàng)重要的問(wèn)題。但是，到底最可靠意味著什么呢？

可靠性最基本的定義是測(cè)量的一致性。如果能在相同的條件下連續(xù)生產(chǎn)出相同的產(chǎn)品，那么產(chǎn)品就是可靠的。簡(jiǎn)單也是一項(xiàng)重要因素。減少系統(tǒng)中的部件數(shù)量能夠降低部件發(fā)生故障對(duì)性能產(chǎn)生負(fù)面影響的風(fēng)險(xiǎn)。例如，在汽車行業(yè)中，一個(gè)主要的問(wèn)題就是內(nèi)燃機(jī)的可靠性。內(nèi)燃機(jī)發(fā)揮功能需要依靠數(shù)百個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)部件準(zhǔn)時(shí)完美地相互作用，為了確保汽車能夠正常使用10年以上，可靠性是非常重要的。同樣，在電力電子行業(yè)，大多數(shù)DC/DC轉(zhuǎn)換器依靠外部元件配置設(shè)備，獲得客戶需要的性能。但是，需要的每一個(gè)外部元件都會(huì)增加系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。

因?yàn)?，可靠性與簡(jiǎn)單相鋪相成，最簡(jiǎn)單的部件通常是最可靠的。這是因?yàn)楹?jiǎn)單的產(chǎn)品減少了材料清單（BOM）數(shù)，將外部元件盡可能地集成到了芯片上。高度集成有幾項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，包括減少BOM數(shù)、成本、主板空間和設(shè)計(jì)工作量以及更高的可靠性。高度集成所犧牲的是靈活性。像圖1中所示TI?LM5575轉(zhuǎn)換器需要12個(gè)或更多的外部元件來(lái)配置功能，優(yōu)化DC/DC穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)，以獲得特定應(yīng)用的最佳性能。除非應(yīng)用有嚴(yán)格的要求，否則額外的工作量和風(fēng)險(xiǎn)不值得這樣做。你是會(huì)用14個(gè)外部元件完成一項(xiàng)復(fù)雜的設(shè)計(jì)，還是購(gòu)買一件更簡(jiǎn)單可靠的產(chǎn)品呢？

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圖 1：LM5575電路圖

減少BOM數(shù)、提高可靠性的一種方法是將補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)集成到集成電路（IC）中。為了保障穩(wěn)定的回路響應(yīng)，功率集成電路需要補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)上講，電力工程師設(shè)計(jì)了外部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。外部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)是能夠靈活地選擇元件，優(yōu)化設(shè)計(jì)，獲得更快的瞬態(tài)響應(yīng)。但設(shè)計(jì)補(bǔ)償是一個(gè)復(fù)雜、耗費(fèi)精力的過(guò)程。如果你是有大量時(shí)間的電源專家，那沒(méi)有問(wèn)題。但是如果有時(shí)間限制或者沒(méi)有所需的專業(yè)知識(shí)，就可能沒(méi)有時(shí)間正確地設(shè)計(jì)出外部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。這樣一來(lái)，內(nèi)部補(bǔ)償能夠大幅減少工作步驟和功率集成電路設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)。內(nèi)部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)能夠減少對(duì)終端設(shè)備的性能造成負(fù)面影響的元件故障風(fēng)險(xiǎn)和設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。還能縮短設(shè)計(jì)電力平臺(tái)的時(shí)間。

TI增加可靠性的另一種方法是提供固定輸出電壓的產(chǎn)品。如果客戶需要靈活地對(duì)輸出電壓進(jìn)行編程，TI也有可調(diào)整輸出電壓選項(xiàng)。但是，TI大部分客戶使用降壓轉(zhuǎn)換器從電池獲得24V、12V、 5A或3.3V的電源軌。提供這些電壓的固定輸出電壓版本具有幾項(xiàng)優(yōu)勢(shì)，包括減少BOM數(shù)，增加可靠性，提高輸出電壓精確度，降低輸出噪音。例如，圖2中的LM2596只需要4個(gè)外部元件即可工作。

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圖2：LM2596電路圖

LM257x、LM259x與LM267x產(chǎn)品家族的BOM數(shù)是SIMPLE SWITCHER? DC/DC穩(wěn)壓器中最少的。通過(guò)以簡(jiǎn)單和可靠為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，我們能夠?qū)⑺璧耐獠緽OM數(shù)從11個(gè)元件降低至4或5個(gè)元件。TI消除或集成到芯片內(nèi)部的每一個(gè)外部元件都能增加產(chǎn)品的可靠性，降低所需的設(shè)計(jì)工作量。選擇能夠真正依賴的降壓轉(zhuǎn)換器，讓生活變得更簡(jiǎn)單。

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