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急急UC2844 做LED路燈電源,雙管反激電源,故障分析

用UC2844 做了一批LED電源,在客戶那邊使用大概3個月左右,不良率很高達30%左右,回來拆開大部分是炸管子,還有些 連電容也炸掉的,請大家幫忙分析下是什么原因造成的

 

這是PCB文件,結構是雙管反激,33V-2.4A 功率80W輸出,在國內LED路燈使用

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hblx666
LV.4
2
2012-10-23 19:59
 
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hblx666
LV.4
3
2012-10-23 20:14
@hblx666
[圖片] 

分別在兩個地方使用的,有兩種損壞情況,

一:壞的原件:炸管Q1,Q2(KIA840) ,0.22歐1W電阻炸,IC炸,R9(470歐)炸,C16 C13電解電容起鼓包,R35,R36(0歐 1206)跳線電阻燒壞,反饋信號R4(2K 0805)入光耦的電阻燒壞,Q2管驅動 穩壓管D7直通,,輸入保險管有的好的有的燒斷,其他都是好的

二:壞的元件:400V 150UF 大電容,輸入3A 250V保險管炸,共模電感后C1 :104 400VCBB電容爆漿,其他都是好的

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hblx666
LV.4
4
2012-10-23 20:20
@hblx666
分別在兩個地方使用的,有兩種損壞情況,一:壞的原件:炸管Q1,Q2(KIA840),0.22歐1W電阻炸,IC炸,R9(470歐)炸,C16C13電解電容起鼓包,R35,R36(0歐1206)跳線電阻燒壞,反饋信號R4(2K0805)入光耦的電阻燒壞,Q2管驅動穩壓管D7直通,,輸入保險管有的好的有的燒斷,其他都是好的二:壞的元件:400V150UF大電容,輸入3A250V保險管炸,共模電感后C1:104400VCBB電容爆漿,其他都是好的

自己先頂一個,請大家幫忙分析下這兩種情況分別是怎么造成的

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hblx666
LV.4
5
2012-10-23 20:30
@hblx666
自己先頂一個,請大家幫忙分析下這兩種情況分別是怎么造成的

 

這是下管的GS波形,

這是下管的DS波形,

 

 

由于沒有差分探頭,上管的地是懸浮的,所以我只能測試下管的波形,

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hblx666
LV.4
6
2012-10-23 20:36
@hblx666
[圖片] 這是下管的GS波形,這是下管的DS波形,[圖片]  由于沒有差分探頭,上管的地是懸浮的,所以我只能測試下管的波形,

,,等待高手們指點迷津,分析原因

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2012-10-23 21:39

樓主,想問下你,這個電源的效率多少?

有沒有做高低溫老化測試,高低溫沖擊,長期短路,開關機沖擊,振動等可靠性的測試沒?

大功率的LED電源的工作狀況比大部分的電源要惡劣,所以可靠性設計才是第一位的。

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hblx666
LV.4
8
2012-10-24 07:05
@心中有冰
樓主,想問下你,這個電源的效率多少?有沒有做高低溫老化測試,高低溫沖擊,長期短路,開關機沖擊,振動等可靠性的測試沒?大功率的LED電源的工作狀況比大部分的電源要惡劣,所以可靠性設計才是第一位的。

多謝冰版的關注,這電源效率在86%左右,我老化方式是30°環境下老化(老化功率為86W,33V 2.62A(老化時加大了一點輸出功率,實際出廠帶負載是33V 2.4A ),老化方式是:每半個小時為一周期,先25分鐘長亮老化,然后5分鐘開關機沖擊10次(5秒開25秒關), 帶80W LED燈具24小時老化(48個周期),沒有問題然后再出廠的,客戶使用是放在路燈燈桿中并沒有和LED光源放在一起所以工作環境溫度相對來說不高,短路開機實驗做過,帶載運行過程中短路也試過,不會對電源造成損壞,振動到是沒有做,但不良品拆開沒發現有元件松動,虛焊等現象,

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hblx666
LV.4
9
2012-10-24 07:18
@hblx666
多謝冰版的關注,這電源效率在86%左右,我老化方式是30°環境下老化(老化功率為86W,33V2.62A(老化時加大了一點輸出功率,實際出廠帶負載是33V2.4A),老化方式是:每半個小時為一周期,先25分鐘長亮老化,然后5分鐘開關機沖擊10次(5秒開25秒關),帶80WLED燈具24小時老化(48個周期),沒有問題然后再出廠的,客戶使用是放在路燈燈桿中并沒有和LED光源放在一起所以工作環境溫度相對來說不高,短路開機實驗做過,帶載運行過程中短路也試過,不會對電源造成損壞,振動到是沒有做,但不良品拆開沒發現有元件松動,虛焊等現象,

 

對于以上故障一,我個人認為開關管一般都能承受很高的沖擊峰值電流,應該是過壓擊穿,但正常運行時峰值電壓最高也才電源電壓,我用的500V 的管子,考慮到制造誤差和余量,至少400V 的峰值是沒有問題的,所以我分析是上管Q1和下管Q2出現了不同步的現象,比如當上管Q1斷開時,下管Q2還處于導通的一瞬間,初級繞組漏感的反向尖峰直接加在Q2上,Q2擊穿,D7擊穿,D,Q1在也擊穿,,漏感尖峰并通過Q2傳到地線上導致C16,C13電解電容有反向高壓,所以這兩個電容鼓起來,,當漏感足夠大是這管子和電容都要燒壞,所以IC,R9,0.22毆的限流電阻,地線上有尖峰脈沖,所以地線上的跳線電阻R35,R36也壞了,但R4入光耦的電阻壞就不知道怎么解釋,不知道我這想法對不對,雙管反激電路實際運行時會有兩管不同步的現象嗎,當什么情況下會出現兩管不同步,又為什么我24小時老化的時候沒發現此類現象潛在期為什么有3個月左右,才能暴漏出問題來

 

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hblx666
LV.4
10
2012-10-24 08:45
@hblx666
[圖片] 對于以上故障一,我個人認為開關管一般都能承受很高的沖擊峰值電流,應該是過壓擊穿,但正常運行時峰值電壓最高也才電源電壓,我用的500V的管子,考慮到制造誤差和余量,至少400V的峰值是沒有問題的,所以我分析是上管Q1和下管Q2出現了不同步的現象,比如當上管Q1斷開時,下管Q2還處于導通的一瞬間,初級繞組漏感的反向尖峰直接加在Q2上,Q2擊穿,D7擊穿,D,Q1在也擊穿,,漏感尖峰并通過Q2傳到地線上導致C16,C13電解電容有反向高壓,所以這兩個電容鼓起來,,當漏感足夠大是這管子和電容都要燒壞,所以IC,R9,0.22毆的限流電阻,地線上有尖峰脈沖,所以地線上的跳線電阻R35,R36也壞了,但R4入光耦的電阻壞就不知道怎么解釋,不知道我這想法對不對,雙管反激電路實際運行時會有兩管不同步的現象嗎,當什么情況下會出現兩管不同步,又為什么我24小時老化的時候沒發現此類現象潛在期為什么有3個月左右,才能暴漏出問題來 

新手,說的不對請大家不要笑話,呵呵

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zh88ha
LV.5
11
2012-10-24 09:13
@hblx666
[圖片] 對于以上故障一,我個人認為開關管一般都能承受很高的沖擊峰值電流,應該是過壓擊穿,但正常運行時峰值電壓最高也才電源電壓,我用的500V的管子,考慮到制造誤差和余量,至少400V的峰值是沒有問題的,所以我分析是上管Q1和下管Q2出現了不同步的現象,比如當上管Q1斷開時,下管Q2還處于導通的一瞬間,初級繞組漏感的反向尖峰直接加在Q2上,Q2擊穿,D7擊穿,D,Q1在也擊穿,,漏感尖峰并通過Q2傳到地線上導致C16,C13電解電容有反向高壓,所以這兩個電容鼓起來,,當漏感足夠大是這管子和電容都要燒壞,所以IC,R9,0.22毆的限流電阻,地線上有尖峰脈沖,所以地線上的跳線電阻R35,R36也壞了,但R4入光耦的電阻壞就不知道怎么解釋,不知道我這想法對不對,雙管反激電路實際運行時會有兩管不同步的現象嗎,當什么情況下會出現兩管不同步,又為什么我24小時老化的時候沒發現此類現象潛在期為什么有3個月左右,才能暴漏出問題來 

一、找一塊好的電源輸入電壓調至265VAC帶額定負載用示波器測試Q1、Q2的DS波形看看最高峰值電壓是多少?以此判斷是不是MOSFET耐壓不夠造成的。二、我看你整個電路沒有什么防雷措施,戶外路燈電源最好加上防雷措施。

另外有個疑問是  總功率80W而已又沒有主動PFC為什么選擇用雙管反激,個人覺得單管足以。

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hblx666
LV.4
12
2012-10-24 09:33
@zh88ha
一、找一塊好的電源輸入電壓調至265VAC帶額定負載用示波器測試Q1、Q2的DS波形看看最高峰值電壓是多少?以此判斷是不是MOSFET耐壓不夠造成的。二、我看你整個電路沒有什么防雷措施,戶外路燈電源最好加上防雷措施。另外有個疑問是 總功率80W而已又沒有主動PFC為什么選擇用雙管反激,個人覺得單管足以。

手上100M 帶寬 1G采樣率的示波器,只配有普通探頭,測下管的DS 可以,上管的DS 不好測,由于上管的地是高壓懸浮的,怕損壞探頭的

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2012-10-24 09:39
@hblx666
[圖片] 對于以上故障一,我個人認為開關管一般都能承受很高的沖擊峰值電流,應該是過壓擊穿,但正常運行時峰值電壓最高也才電源電壓,我用的500V的管子,考慮到制造誤差和余量,至少400V的峰值是沒有問題的,所以我分析是上管Q1和下管Q2出現了不同步的現象,比如當上管Q1斷開時,下管Q2還處于導通的一瞬間,初級繞組漏感的反向尖峰直接加在Q2上,Q2擊穿,D7擊穿,D,Q1在也擊穿,,漏感尖峰并通過Q2傳到地線上導致C16,C13電解電容有反向高壓,所以這兩個電容鼓起來,,當漏感足夠大是這管子和電容都要燒壞,所以IC,R9,0.22毆的限流電阻,地線上有尖峰脈沖,所以地線上的跳線電阻R35,R36也壞了,但R4入光耦的電阻壞就不知道怎么解釋,不知道我這想法對不對,雙管反激電路實際運行時會有兩管不同步的現象嗎,當什么情況下會出現兩管不同步,又為什么我24小時老化的時候沒發現此類現象潛在期為什么有3個月左右,才能暴漏出問題來 

30度的環境溫度根本不能模擬戶外LED電源的實際工作情況,LED電源在開發階段,灌膠之后建議以75-80度的環境溫度去老化,生產中的老化室建議使用60度的環境溫度老化

雙管反激因為有鉗位二極管的存在,你說的過壓損壞的情況基本不太可能

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wzh212000
LV.4
14
2012-10-24 09:48
@zh88ha
一、找一塊好的電源輸入電壓調至265VAC帶額定負載用示波器測試Q1、Q2的DS波形看看最高峰值電壓是多少?以此判斷是不是MOSFET耐壓不夠造成的。二、我看你整個電路沒有什么防雷措施,戶外路燈電源最好加上防雷措施。另外有個疑問是 總功率80W而已又沒有主動PFC為什么選擇用雙管反激,個人覺得單管足以。

路燈沒有防雷,就注定會出問題的

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hblx666
LV.4
15
2012-10-24 10:18
@心中有冰
30度的環境溫度根本不能模擬戶外LED電源的實際工作情況,LED電源在開發階段,灌膠之后建議以75-80度的環境溫度去老化,生產中的老化室建議使用60度的環境溫度老化雙管反激因為有鉗位二極管的存在,你說的過壓損壞的情況基本不太可能
謝謝大家的關注,和溫度無關,雷擊也可以排除,因為客戶使用的時候是冬季,一般情況是不會打雷的,環境溫度在-5度到15度范圍的,此電源效率86左右,溫升我測過30度左右 不是很高,因為有電容鼓起來,電解電容一般就是過壓,反接,過溫 會出現這樣的現象的,所以我懷疑與電壓有關的
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hblx666
LV.4
16
2012-10-24 10:56
@hblx666
謝謝大家的關注,和溫度無關,雷擊也可以排除,因為客戶使用的時候是冬季,一般情況是不會打雷的,環境溫度在-5度到15度范圍的,此電源效率86左右,溫升我測過30度左右不是很高,因為有電容鼓起來,電解電容一般就是過壓,反接,過溫會出現這樣的現象的,所以我懷疑與電壓有關的

如果排除溫度等外在因素,這個電路本身結構,設計上有沒有什么問題,幫忙分析下在什么情況下 會壞這些元件呢?

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power_sz
LV.7
17
2012-11-15 15:52
@hblx666
如果排除溫度等外在因素,這個電路本身結構,設計上有沒有什么問題,幫忙分析下在什么情況下會壞這些元件呢?

C7都壞掉了!我懷疑是電容有問題。路燈用在外面,如果是在郊區一些地方,電壓會晚上會比較高,可能會超過300V,(別以為只有印度才這樣)如果你的電容耐壓偏下限的話,就會壞掉。

當然,一連串的炸雞就出來了!~

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2012-11-17 14:12

弱弱的問下,這是用什么軟件畫的?

 

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hylylx
LV.9
19
2012-11-18 13:14
@hblx666
分別在兩個地方使用的,有兩種損壞情況,一:壞的原件:炸管Q1,Q2(KIA840),0.22歐1W電阻炸,IC炸,R9(470歐)炸,C16C13電解電容起鼓包,R35,R36(0歐1206)跳線電阻燒壞,反饋信號R4(2K0805)入光耦的電阻燒壞,Q2管驅動穩壓管D7直通,,輸入保險管有的好的有的燒斷,其他都是好的二:壞的元件:400V150UF大電容,輸入3A250V保險管炸,共模電感后C1:104400VCBB電容爆漿,其他都是好的
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沐雪晨
LV.1
20
2013-05-29 18:26
最近我也用雙管反激做了一個150W的DC-DC開關電源,IC用的2843(沒有占空比限制),變壓器匝比為2:1,最低輸入電壓60V,輸出電壓24V,變壓器的原邊電感量為28uH,電路圖跟你的類似,不過輸出用的是自驅的同步整流,問題是,在開機瞬間,非常容易炸管子,有時候是原邊的MOS管炸,有時候是副邊的同步整流管炸,有時候都炸了,我看到你也之前存在過類似的問題,我想詢問你后來是怎么解決的,原理怎樣?盼回復,謝謝啊~~
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