开关电源作为电子系统的上游组件,其健康状态对整体系统的正常工作有着至关重要的作用,因此其可靠性设计愈发受到重视。然而在目前的电子系统中,存在着产品可靠性设计与电路功能性能设计相脱节的现象,严重制约着电子产品的可靠性和质量水平的提升。鉴于以上现状,本文选取了广泛使用的flyback开关电源作为研究对象,设计了一款数控式反激开关电源,基于EDA软件平台,通过建立多参数影响器件模型与功能可靠性仿真技术,进行电路可靠性和性能的一体化设计。本文首先介绍了反激开关电源的工作原理以及功能可靠性分析的基本理论,在此基础上收集了主要元器件的多种参数特性,进一步提出了一阶参数、二阶参数以及三阶参数等的概念。通过对比各种建模方式的优缺点及适用性,采用多种建模方法相结合,建立了主要元器件的多参数可靠性模型以及多管脚STM32的数字逻辑模型并加以验证,期间着重考虑了各个器件的独有特性并做出了针对性的方法使得模型的特性更加完善,如电阻的降额特性、电容的非线性温度特性、晶振频率与前电路相关的负载电容特性、MOS管的热特性以及最小系统的时序特性等。在模型建立过程中建立了自定义故障参数变量,通过在FMEA模块中实现参数变量变更进而实现了对故障的批量注入以及自动注入。因此本文的模型具有与实际更高的贴合度以及更好的故障注入灵活性。接着,设计了一款数控式flyback开关电源,主要包括控制芯片选型、输入回路设计、输出回路设计、开关管计算与选型、RCD脉冲吸收回路计算等多个模块的电路设计计算。针对所设计开关电源进行了多种可靠性仿真分析,结合各仿真结果对所设计电路进行了稳健性优化,对比了优化前后不同温度下的整体输出电压分布情况,证明了优化后电路降低了对环境的灵敏度以及改善了整体的超差情况,最终通过健壮性能指标计算电路输出具有较高的性能可靠度。最后,完成了所设计电源的实物制作工作,搭建了flyback开关电源实验平台进行输出测试。通过上位机进行电源运行状态的检测与控制并结合FMEA对故障进行判断,将实验结果与仿真结果进行了对比分析,结果验证了标准环境下模型建立以及电路仿真结果的准确性,进一步验证了功能可靠性仿真方法的准确性。