【技术】开关电源13类元器件的电压、电流、温度使用安全区！

为什么开关电源 要降额使用元器件?因为如果元器件的工作状态不超过供应商提供的规格书上的指标。那么可以实现全寿命工作。降额使用，可以提高产品的可靠性。

降额使用规则的制订，是依据最差工况(worst case)来制定的。处于最差工况工作的元件，是实际寿命达不到额定寿命的重要因素。

最差工况，就是元件工作时承受着最大应力的工作状况。这种情况一般由外部环境的参数比如温度、电压、开关次数、负载等条件中的一种或多种组合而成。这些应力的边界条件一般在元件的规格书中都是给出来的。

一个良好的设计，是应该根据最差工况时，元件的设计风险来评估设计的可靠性的。风险评估同时可以确定失败的原因、潜在的风险、失败的概率、后果的严重性等。

要制定降额使用规范，就要进行worst case下的失败风险评估。要进行风险评估，就要建立加速实验模型。要是风险评估按照正常使用时间来做的话，等到评估完了，市场份额早就被瓜分完了。

模型的准确性，将严重影响风险评估的结果。要精确保证模型的准确性，那又是一门大学问了。在我们这里，就定性的简单分析一下吧。

加速试验的加速因子，一般遵循阿累尼乌斯定律：

其中：

A 加速因子

Ea 活化能

K 波尔兹曼常数，8.63E-5 eV/K

T 绝对温度

如果加速因子对应某个要降额条件下的值是已知的，那么可以用下面的公式来计算其他情况下的寿命：

其中：

T 温度，以摄氏度为单位

Tref 参考降额使用温度，以摄氏度为单位

tref 参考使用寿命，单位KHrs(千小时)

t 使用寿命，单位KHrs(千小时)

A 每10摄氏度加速因子

举个例子：一个元件在90摄氏度下的寿命是30KHrs，加速因子A约等于2每10摄氏度，那么在什么温度下，元件的寿命就变成了20KHrs呢?

因为集成电路的复杂性和保密性，一般我们只能根据半导体结温来推断集成电路的可靠性了。

我们通常规定：

1，最大工作电压，不超过额定电压80%

2，最大输出电流，不超过额定电流75%

3，结温，最大85摄氏度，或不超过额定最高结温的80%