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開關電源的可靠性指標

可靠性是開關電源適配器產品的一項十分重要的質量指標，將可靠性數量化有利于對各種產品的可靠性提出明確而統一的指標，可靠性的數量化可根據需要采用不同的指標。
可靠性指標主要包括可靠度、平均壽命、失效率和失效密度等。
1.可靠度：產品的可靠度即正常工作概率，是指產品在規定的條件下和規定的時間內，完成規定功能的概率。在計算可靠度時，開始試驗時的產品數越大，測試時間間隔越小，則可靠性的準確性越高。
在評定產品可靠性時，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事件的概率。可靠度和故障概率對評定元器件、開關電源、變壓器、充電器或復雜系統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：產品的平均壽命是指產品的平均正常工作時間，對不可修復的產品和可修復的產品具有不同的含義。
對于不可修復的產品，平均壽命是指產品失效前的平均工作時間，通常稱MTTF,即為到達故障前的平均時間。
對于可修復的產品，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，其數學表達形式也是一致的。
3.失效率:產品在任意時刻t的失效率（故障率、故障強度）定義為：產品工作到t時刻后，在單位時間內失效的概率。也可以說，失效率等于產品在t時刻后的一個單位時間內的失效數與在時刻t尚在工作的產品數的比值。
失效率常用于表示電子產品、元器件的可靠性指標，失效率越低表示可靠性越高。失效率的單位是時間的百分數，如%/h，%/kh，表示受試驗產品在1小時（或1000小時）內失效數的百分比。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1個失效元件，稱為1非特（Fit）。
4.失效密度：產品的失效密度（故障頻率）是指單位時間內失效產品數與受試驗產品的起始數（總數）之比，在試驗過程中發生故障的產品不予調換。
失效密度的單位是1/h，即每小時內失效的產品數占試驗產品總數的比值。

評價不同產品的可靠性時，可在上述四種表征可靠性的指標中選用一種或兩種指標，究竟采用何種指標取決于使用方便。對于一般開關電源適配器、電子設備或系統，可采用可靠度（故障概率）；對于復雜的電子設備或系統，可采用平均壽命，因為這類產品不可能用較多的數量進行試驗；對于元器件則用通過大量試驗統計得出的失效率來表征可靠性；對于一次性使用的或發生故障不再修理的設備，則采用失效密度來表征其可靠性。

開關電源產品的可靠性可用平均無故障工作時間（MTBF)進行定量評價。目前國內外電子行業都已經把平均無故障工作時間作為評價和衡量產品質量的主要標準之一。民用電子整機的平均無故障工作時間，通常是指從產品出廠到一次發生故障的平均工作時間；工業電子整機產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。要提高開關電源適配器的可靠性和平均無故障工作時間，首先應確定影響平均無故障工作時間的基本因素，而后根據其形成原因進行解決。開關電源產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，電子元器件一旦發生故障就標志著電源適配器的壽命結束。開關電源整機中使用的元器件數量越多，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，在進行開關電源的設計時，盡量使用集成化的元器件，減少整機中元器件的數量，簡化電路結構。同時應盡可能選用失效率低的元器件，選用符合國家質量標準的元器件。在研制開關電源適配器階段，應盡可能避免使用自制或非標準元器件。
除元器件外，焊接點失效也是引起開關電源產品整機故障的另一個重要因素。因為在印制電路板生產以及裝配、焊接的過程中都難免出現失誤，因此，若產品焊點的數目多，焊接技術或焊劑的質量差，則開關電源整機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運而生
中功率無線充電可望進駐平板手機(Phablet)。由于平板手機搭載的螢幕尺寸較大，因而比4寸以下手機更為耗電，若采用現用的5瓦無線充電方案，須耗費許多時間才能充飽電池。有鑒于此，無線充電聯盟(WPC)正加速制定一版中功率無線充電標準，期以15瓦輸出功率滿足平板手機應用需求，預計2013 年底即可底定。
SAA電源適配器飛思卡爾(Freescale)產品經理兼無線充電聯盟(WPC)大中華區推廣組專員黃衛其表示，在三星(Samsung)Galaxy Note系列熱銷激勵下，消費者對于搭載6吋以上螢幕的智慧型手機喜愛程度正與日俱增，但此平板手機由于螢幕較大，因此也更加耗電，若用一般5瓦無線充電標準，將難以符合使用者期待，進而推升中功率無線充電技術需求加溫。
報導進一步指出，由于目前一般4寸智慧型手機鋰電池電容量約為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寸以上的平板手機平均電池容量則為4，000mAh，若同樣采用5瓦進行無線充電則曠日廢時，因此手機製造商已開始考慮導入15瓦無線充電技術。
事實上，不光是大螢幕導致平板手機耗電速度快，多核心處理器亦是加劇鋰電池壽命損耗的重要因素。現今市面上的平板手機大多搭載四核心處理器，2014年甚至可能會導入八核心處理器，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，目前無線充電聯盟(WPC)已加快中功率無線手機充電器充電標準制定速度，預計今年底可確認相關標準規範，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設備商進行產品設計，共同壯大中功率無線充電市場。
黃衛其強調，雖然中功率無線充電可應用的市場相當廣泛，但若以市場滲透率而言，行動裝置是佳的技術推廣平臺，因此產業界皆相當看好中功率無線充電技術能在平板手機市場發酵，而各家晶片商為爭奪此一商機，也都開始加速開發無線充電解決方案。
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鍵動能。黃衛其分析，以目前WPC標準制定進度與晶片商研發時程推測，2014年肯定能看到平板電腦支援中功率無線充電技術，且由于平板電腦大多為一體成型的設計，因此可望帶動內嵌式無線充電模組風潮興起，屆時唯有能推出高整合度與微型化方案的晶片商才有機會在此一市場脫穎而出。
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