最坏情况分析方法将传统电子可靠性和电路仿真分析方法有机结合，产生一种全新的可靠性技术。与传统的可靠性技术相比，这种新技术具有优良的实用性，能对电路进行深入而全面的可靠性分析。

    容差分析是当前电子可靠性设计中最先进的技术之一，代表着电子可靠性设计的一个重要发展方向。最坏情况分析(wcca)是容差分析的一种主要技术。这是一种电路可靠性分析设计技术，用来评估电路中各器件参数同时发生最坏情况变化时的电路性能，用以保证电路在整个寿命周期内都能够可靠工作。wcca是一种全面系统分析电路可靠性的方法，在电子可靠性设计中将占据重要地位。

    电路中各电子器件在初始容差外还存在着潜在的大幅变化，器件参数变化可能是寿命或环境应力影响的结果，这种变化能使电路性能超出规格要求，wcca可以用来检查这种变化引起的电路性能变化。

    图1：一个带通滤波器的最坏情况分析。

    电子器件失效有两种模式：一种是灾难性的，即电路突发异常，导致灾难性结果；另一种是随着器件参数变化，在超过典型和初始容差极限时，尽管电路可以继续工作，但是其性能已经降低，超出电路要求的工作极限。为了避免器件灾难性失效，采用最坏情况电应力和降额分析可保证电路中所有器件都正确降额。

    wcca现已成为行业标准，其主要内容包括：

    a. 针对器件参数变化，评估电路容差。1. 在各种环境应力处于极限情况下，对电路性能容差极限进行严格的数学评估；2. 器件参数变化的最坏情况；3. 环境极限、温度等；4. 输入功率；5. 输入激励上下限；6. 极端情况下的负载变化；7. 最大的接口干扰。

    b. 器件评估。1. 最坏情况下的过应力(最坏情况电应力分析)；2. 不正确的器件应用。

    c. 形成正式文档。

    有三个主要原因需要应用这些分析方法：1. wcca可将可靠性落实到硬件设计中，使硬件长期无故障工作；2. wcca已被fda(美国联邦食品药品管理局)正式接受为设计验证工具；3. 使用最坏情况器件参数变化数据库，wcca可以更经济、更容易实现。

    wcca的产出价值在于投资回报既有短期的，如减少设计重复、设计更改、和测试时间，也有长期的，如生产效率的增加、长寿命、无故障工作等。

    wcca分析过程

    对一个电路板原理图进行wcca分析，首先将电路分为几个简单的功能模块，然后对每个模块进行wcca分析。分析人员应首先对每个模块给出详细的描述文档，然后对电路中的所有器件的关键参数进行最坏情况变化分析，给出每个参数的最大值和最小值。建立每个模块的关键电路性能需求。使用根据最坏情况下的最大最小值，分析人员可判断出电路的实际性能是否超过了电路要求。最后，分析人员要确定在最坏情况下，所有电路模块一起工作时能否满足整个电路板的规格要求。

    图2：典型值为1,200uf的电容的最坏情况器件参数变化。

    下面对图1中的带通滤波器进行案例分析，给出wcca分析的性能和结果。对电路的中心频率放大器增益进行分析。假设u6是一个理想放大器(rin=∞, rout=0, avol=∞)，不考虑它，电路的放大增益计算公式如下，eq1

    性能要求af0最小值为7v/v，电阻和电容的典型值和初始容差如下：, , , ,

    将器件的典型值代入eq1得到af0＝11.08v/v，显示结果是满足要求的。如果考虑较差的情况，代入每个器件参数的初始容差(±1%)，得到af0=7.84v/v，也在要求范围内。必须注意，器件电阻和电容的初始容差是电路在典型设计和分析时经常采用的，但是，这些值并不表示电路在实际环境中的真正情况。

    最坏情况器件参数变化库

    器件供应商设定器件的初始容差(采购容差)，这仅仅保证器件在采购时，所有器件的各个批次都在初始容差范围内，并不保证器件参数会一直在这个容差范围内。器件在