LED照明由于具有长寿命、高效节能、低碳环保等优点具有广阔的市场空间,其在显示器背光、建筑装饰等领域已广泛应用。随着大功率白光LED的发展,用LED照明代替传统白炽灯、荧光灯的室内照明具有更大的应用价值。目前LED驱动电源由于存在着输出特性不稳定,产品质量一致性差,寿命短可靠性低等问题,使LED无法充分发挥其优势,严重影响了LED照明系统的应用推广。因此,对LED驱动电源进行可靠性设计,提高产品质量,增强其对设计因素及环境因素的稳健性,具有重要的实际意义和理论价值。稳健设计,尤其是容差设计作为提高产品质量一致性,平衡成本质量关系的重要方法,在电子产品可靠性设计中得到了广泛的应用。然而传统的容差设计方法只关注系统输出响应,具有一定局限性,使其越来越无法满足电子产品可靠性发展的需求。本文针对传统容差设计方法存在的不足,提出多目标容差设计方法,该方法不仅对输出响应进行设计,更重要的是将系统中所有元器件的工作应力都作为研究对象,降低关键元器件上退化应力及其波动,从而提高产品可靠性并延长使用寿命。本文首先分析LED驱动电源的基本原理,建立PSpice仿真模型,之后对LED驱动电源进行失效模式、机理及影响分析(FMMEA)分析,确定潜在失效原因和失效机理。根据应用条件对失效机理进行优先级划分,确定高优先级失效机理,并根据退化模型对LED驱动电源进行虚拟可靠性评估,确定影响LED驱动电源可靠性的关键元器件。通过设计提高产品质量,必然会导致成本的增加,为提高LED驱动电源的质量,且平衡与成本的关系,提出基于成本―质量模型的多目标容差设计方法。以输出电流和关键元器件的退化应力为对象分别建立目标函数和约束条件,通过多目标灵敏度分析确定影响目标函数的显著因素,并针对显著因素进行容差分析和分配。在完成LED驱动电源的制造成本模型和使用成本模型基础上,建立全寿命周期的质量―成本模型,通过遗传算法求解在最小总成本下各灵敏参数的容差范围。对LED驱动电源进行的多目标容差设计建立在PSpice仿真的基础上,但仍会消耗大量的时间和资源。为提高设计效率,提出基于试验设计建立近似模型的思想,对LED驱动电源进行多目标容差设计。根据填满空间试验设计方法和响应面模型的建模方法,确定基于响应面模型的多目标容差设计流程,建立LED驱动电源多目标响应面模型,并对模型的精度和预测能力进行验证。最后建立LED驱动电源多目标优化函数,求解灵敏元器件参数的最优容差分配方案,并对容差设计结果进行对比验证。