电路设计中容易出现问题的设计点

（本文节选自公众号“航科电子可靠性” ） 

这些年，给一些客户单位做过电路设计审核和整改，总结出一些经验，发现设计缺陷问题其实有规律的。总结一下供参考。

设计审核分成四部分的内容：物料、原理图、PCB布局布线、控制软件。

1、物料部分

物料最容易出现的问题是怕什么来什么，物料的某个参数或性能对某种应力敏感，恰好在应用环境中就有这个应力。比如高阻值电阻在承受高压使用时会击穿失效，恰恰就用在了对高电压的采样分压上；MSL-3及以上级别潮湿敏感度的器件对焊接前的保存环境湿度比较敏感......

把所有元器件的失效机理和失效应力彻底搞明白了，对照着产品的应用环境查一遍，如果有对应上的，又怕什么又有什么，在设计上就得有对应的对应的设计措施或工艺措施。如此，则可以规避。

2、原理图部分

原理图部分问题细节点较多。简单罗列如下：

弱电低功耗控制和功率驱动电路共用同一个电源，功率电路突然启、停时，弱电电路的电压波动是否会影响到其工作；

传感器与放大电路的阻抗匹配问题带来的误差是否会成为主要矛盾；

瞬态启动的过渡过程的冲击电流，电源是否有能力支撑？

瞬态启停过程的冲击电压，防护电路是否能满足防护要求？

上拉电阻的选值在最大正误差或最大负误差时，会否导致信号电平跌出电压容限的问题？

控制管脚、数据管脚是否有OD门设计？外部电路是否考虑了OD门

测控电路是否采取了施密特触发的切换判断方式？

接口数据数率与接口的上拉电阻及Cin电容的RC充放电时间常数匹配，会不会导致信号波形达不到电压容限的要求或者出现振荡毛刺，导致多次误触发的后果？

上电时序、掉电时序，是否能保证电源波动过程的安全？

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3、PCB布局布线部分

接地点的选择是否能保证不同类型电路的接地点的单点并联方式接地？

干扰源电路和传输线与敏感电路敏感线的相对布局，是否会发生线间耦合问题？

保护器件及电路的接线方式是否会产生线缆上的走线电压从而导致预期的原理设计防护电平不能实现？

功率控制开关瞬间开断时，感性负载下导致的VDS击穿、或者开关损耗导致的烧毁，栅极的控制波形的整形；

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4、控制软件部分

是否对关键硬件的单一故障做了分析，并在软件上做了防错、判错、纠错、容错措施处理？

接口的有限次读取、传感器读取的上下限判定或时间次数限定；

硬件开关控制特性的软件防护措施；

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审核过的产品行业里，有医疗、电力、高铁、军工、IC测试、检测仪器、家电、施工机电设备等，发现，不论哪个行业的设备，不论其产品的应用环境是什么，不论其产品的设计方案是什么样的，发生的问题点都有其共性。掌握了这些共性的问题现象、成因、应力，解决方法可自得。

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