【導讀】ADI公司的工業功能安全(FS)產品系列中包含支持FS特性的器件，這些器件的安全事項應用筆記可在相應的產品頁面上公開查閱。這些安全事項應用筆記提供了器件的FS信息，例如失效率、失效模式分布(FMD)、引腳失效模式與影響分析(FMEA)等。借助此類筆記，系統集成商能輕松獲取重要信息，高效完成安全相關的系統設計。因此，本系列文章的第一部分將討論系統集成商在使用器件的安全事項應用筆記之前，需要進行哪些推薦的健全性檢查。
引言
ADI公司的《了解安全事項應用筆記》系列文章1,2,3概述了ADI功能安全(FS)集成電路(IC)的安全事項應用筆記。這些器件包括非FS合規器件或標準產品，但因其功能、特性和廣泛的應用實踐，被推薦用于FS應用。如圖1所示，ADI的安全事項應用筆記詳細說明了器件的開發流程、通過三種可靠性預測方法計算得到的失效率預測、基于IC系統功能的失效模式分布(FMD)，以及引腳失效模式與影響分析(FMEA)。FEMA涵蓋電源短路、對地短路、相鄰引腳短路和引腳開路等失效情況。
關于ADI安全事項應用筆記的第二個系列文章旨在指導系統集成商使用這些筆記來開展技術安全分析。此外，本第一部分重點關注系統集成商在使用ADI器件的安全事項應用筆記時需要采取的后續步驟。
檢查可靠性預測中使用的條件
ADI的安全事項應用筆記提供基于三種方法的可靠性預測：依據SN29500標準的失效率計算、依據IEC 62380標準的失效率計算，以及利用高溫工作壽命(HTOL)數據和Arrhenius方程進行的失效率計算。對于圖2所示的每種可靠性預測方法，總結失效率計算結果的表格下方標有注釋，說明了所使用的條件。相關信息包括任務剖面、工作電壓、功耗、基于所用封裝的熱特性指標、Arrhenius HTOL情況下的置信度，以及可靠性預測方法所需的其他輸入，這些輸入可從產品的數據手冊以及與設計相關的數據（如集成密度、技術結構等）中得出。提供這些信息是為了讓熟悉可靠性預測的系統集成商能夠在實際工作條件與初始計算所假設的條件不同的情況下，方便地重新計算IC的失效率。《了解安全事項應用筆記》的第1部分說明了哪里可以找到ADI的可靠性數據庫，并深入探討了如何調整可靠性預測的置信度。如果使用類似條件且假設的條件直接適用，則系統集成商可以直接使用安全事項應用筆記的可靠性預測數據。
圖1.LTC2933的安全事項應用筆記
圖2.LTC2933的失效率信息
檢查FMD中使用的條件
除了系統功能外，ADI安全事項應用筆記的FMD部分還說明了所采用的應用電路，如圖3所示。系統集成商必須檢查其應用中使用的IC是否與假設的應用電路相似。如果不相似，可能需要在分析中進行一些調整。例如，查看圖3，也許用戶只使用了LTC2933六個通道中的四個。
圖3.LTC2933的FMD信息
檢查引腳FMEA中使用的條件
如圖4所示，安全事項應用筆記的引腳FMEA部分說明了器件所使用的封裝、假設的使用場景和器件配置，并以表格形式顯示了分析結果。系統集成商需要確保使用與假設的應用電路相似的引腳排列和器件配置，從而在其設計中使用此類分析。
圖4.LTC2933的引腳FMEA信息
在某些情況下，系統層面可能具備額外的診斷能力或其他安全措施，但ADI的分析并未考慮這些因素。
完成健全性檢查后的后續工作
在對安全事項應用筆記進行一系列健全性檢查之后，系統集成商可能會發現這些信息直接適用于其應用，或者需要進行一些調整。如果是后者，系統集成商可通過ADI支持渠道聯系ADI公司。
結語
總之，ADI為支持FS特性的IC提供的安全事項應用筆記是系統集成商的重要資源，其中包含詳細的可靠性數據與失效分析信息，可有效支持FS設計工作。然而，這些文檔能否真正發揮作用，取決于是否執行了充分的健全性檢查流程。集成商需要確認應用筆記中假設的任務剖面、應用電路和引腳配置，與自身系統的實際需求一致。通過確認這些條件（或者在出現差異時聯系ADI以獲得進一步的技術支持），工程師可確保整合到安全分析中的失效率和FMD數據既準確又穩健，從而提升工業安全相關系統的可靠性。
參考文獻
1 Bryan Borres，“了解安全事項應用筆記——第1部分：失效率”，ADI公司，2025年8月。
2 Bryan Borres，“了解安全事項應用筆記——第2部分：失效模式分布”，《模擬對話》，第59卷，2025年10月。
3 Bryan Borres，“了解安全事項應用筆記——第3部分：引腳FMEA”，ADI公司，2025年11月。
作者簡介
Bryan Angelo Borres是一名經TüV認證的功能安全工程師，目前負責多個工業功能安全項目。作為高級電源應用工程師，他協助元器件設計師和系統集成商設計符合工業功能安全標準（如IEC 61508）的功能安全電源產品。Bryan是菲律賓參加國際電工委員會(IEC)TC65/SC65A技術委員會的國家委員會成員，同時也是IEEE功能安全標準委員會成員。他擁有電力電子專業研究生文憑，在高效、穩健的電力電子系統設計方面擁有超過七年的豐富經驗。
