关于开关电源失效的原因

时间：2021-06-08

现在随着对于芯片的使用环境要求的愈加地苛刻，它在产品的生命周期中也面临着很大的挑战，但是在随着制造尺寸的变小以及采取了新的封装技术的时候，就又会产生一个新的影响，这也就直接地导致了开关电源器件的性能研发的失败。
随着科学技术的日渐发展，尤其是电子技术快速的更新换代，对于开关电源等电子设备所用的元器件的质量要求也是越来越高，而半导体器件的广泛使用，它的寿命经过了性能退化，较终导致了失效。
在现在有很大一部分的开关电源电子元器件在较端温度以及恶劣的环境下进行工作，造成不能进行正常的工作，也有很大的一部分开关电源元器件在研发的时候就已经止步于实验室以及晶圆厂里面。除去人为使用的不当、浪涌以及静电击穿等等，这些都是导致了半导体器件的寿命缩短的原因，除此之外，有一些运行正常的器件也会受到损害，并且出现元器件退化。
开关电源半导体元器件的失效原因不可胜数，当然主要是存在于几个方面：
开关电源元器件的设计
在先进的特征尺寸节点上，芯片老化是一个日益严重的问题，但是直到目前为止，大多数的设计团队都没有这个必要去处理它。在随着新的可靠性的要求在开关电源等市场的提出之后，这些需要对影响老化的因素进行一个全面的分析，这将会发生重大的变化。
人们通常都知道开关电源半导体器件会随着时间的推移逐渐老化，但是对于老化机制或者是导致了芯片失效的制约因素却是毫不知情。除此之外，我们根据应用的不同，可以对开关电源器件的较短寿命有一个确定的要求。
对于消费类设备可能是2年或者是3年，对于电信设备则可能会长达10年。鉴于老化的过程复杂并且一般来说是难以完全进行预测，在如今有许多的芯片设计经常会采用冗余设计的方法，以此来保证足够的余量来满足可靠寿命工作的要求。
“ 我们以运算放大器为例子，它是很多东西的一个基础。开关电源运算放大器它必须要正确的偏置，并且必须在经过驱动的开关电源电压当中留有一些余量。然后还必须保证留下足够的余量，这样子随着时间的推移，运算放大器的老化就会保持在开关电源晶体管的饱和区域之内。开关电源晶体管的过驱动余量正在缩小，因为7nm的电源电压是750mV，而阈值约350mV，所以几乎没有任何的空间来保留一个较大的余量。随着开关电源老化以及阈值电压可以偏移到多达50mV。如果开关电源运算放大器的偏置电路偏移了50mV，那么它可能会从饱和区域变成线性区域或者是开关电源三极管区，而开关电源晶体管则会变成电阻器而且不再具有增益。运算放大器它的功能是提供增益，在那时开关电源电路就会变得毫无用处。”
老化以及可靠性是模拟设计师需要面临的一个挑战。今天的设计可能不会在明天运行，因为这些设计可能会发生降级，我们目前较重要的是必须要保证满足了市场所有老化以及可靠性的要求。

词条
词条说明
简述开关电源电磁干扰的产生原理及控制技术（五）
● 减小开关电源电磁干扰的缓冲电路：这个是由线性阻抗稳定网络组成的，它的作用是消除在供电电力线内潜在的干扰，包括了电力线干扰、电快速瞬变，电涌，电压高低变化以及电力线谐波等等。这些干扰对于一般稳压电源来说，影响并不是很大，但是对于高频开关电源的影响很显著。 ● 开关电源滤波：EMI滤波器的主要目的之一，就是要在150kHz～30MHz的频段的范围内获得比较高的插入损耗，但是对于频率为50Hz工频信
开关电源对于电压会产生什么影响
开关电源它并不是一个简单的小盒子，它就相当于有源器件的心脏，可以不断地为元件提供能量。而电源质量的好坏也是直接影响到了元器件的性能。开关电源的设计、制造以及质量的管理需要很精密的电子仪器来模拟开关电源的实际工作特性，并且要在经过检定合格之后才可以投入使用。一、输入开关电源电压影响的输出电压几个指标形式的汇总。 1、开关电源之**稳压系数 A.**稳压系数：在负载恒定的时候稳压电源输出直流变化量△
开关电源的半导体应力测试
（2）开关电源模拟系统上所运行的情况测试下，在系统上，当模块是处于浮充的状态，监控让模块变为均充，这时候因为开关电源模块电压上升的速度不一致，导致了电压上升较快的模块瞬间承受了过高的功率，同时模块又没办法短路回缩（开关电源电压**短路回缩点），这是开关电源模块的应力比较大，可能会导致器件应力**标。具体的模拟方法是：如测试25A（或者是50A模块）的时候，用100A的模块以及25A模块（或者是50A
开关电源之地相关
“地”在电子技术这一方面来说是一个非常重要的概念，在PCB板设计过程之中，我们会遇到各种各样的地，比如说是数字地、模拟地、信号地等等。这篇文章接下来就会讲述开关电源当中的各种“地”。 “地”的概念 “地”的经典定义是“是作为电路或系统基准的等电位点或平面”。 “地”的符号在理想当中，地线应该是一个零电位、零阻抗的物理实体。但是在实际的布线当中，地线是在PCB板上，它本身会拥有阻抗的成分，又有分布