一次,有個做LED驅動電源的朋友打電話來求救,他說他們新生產的電源出現很多炸機的現象,他們公司的工程師束手無策,由于急著要向客戶交貨,無奈之下,急喊我過去救命,我只好踏上征程,由于這個例子具有一定的普遍性,我特地把全過程寫出來,和朋友們一起分享!
來到朋友的公司,經過一番寒暄,然后就先聽取情況匯報,他們介紹的實際情況是這樣的,他們LED驅動電源的這個產品所用的這個電源方案來自于國內某半導體大公司,各個元件的參數都已經得到原廠的確認,連電路板都是這家半導體公司的工程師根據他們提供的形狀幫助畫的,實驗的樣板都寄回給這家半導體公司確認了,在實驗樣板,老化樣板的時候,都沒發現問題,就是批量生產了,就出現這樣的炸機問題,客戶又在催貨,產品又沒做出,停在生產線上,公司上下急成一團粥了!(這里我略去這家LED公司和半導體公司的名稱,請大家諒解)。
我問老板:“是怎么炸機的,開機時還是使用過程中炸機的?”
老板說:“開機的瞬間炸的,如果開機時能夠幸運躲過炸機,后面通電使用過程中就不會炸的。”
我問:“在研發階段,你們是怎么檢查樣品的?怎么能確定樣品沒問題?”
老板說:“我們經過高溫,低溫,高壓,低壓測試點燈,都沒出現問題啊。”(按:這個就已經有問題了,不能只看現象沒問題)
我問:“你們檢查多少樣品?”
他說:“十幾個吧。”
我說:“除了你上面的測試點燈,還做過什么其他的測試嗎?”
他說:“沒有啊,估計是供應商供貨的產品和測試時提供的樣品質量不一樣才造成這樣的。”
我說:“不一定的,現在的電子元件做得比較成熟,出現的這種現象極少,一般供應商為了長期做生意,基本不會以次充好供貨的。”(我為供應商們說句話,但是請你們不要洋洋得意,還是要下功夫提高產品質量的)
老板說:“炸機的都已經燒得烏黑,IC,MOS管,取樣電阻等等都已經炸開,燒得烏黑,還能找出原因嗎?”
我說:“是不是都炸光了?還有沒炸的嗎?”
他說:“有啊,有些好的一直都不炸的,這個可以嗎?”
我說:“這個也行,快拿來。”
他用將信將疑的眼光看著我,然后立即安排人去取樣品了,這時我問他,公司有沒示波器的,他說沒有,需要去隔壁的大廠去借,我說借過來使用一下就行了,請老板安排他的員工把實驗室準備好,拿到示波器后馬上就要測試的!
過了大約一個小時吧,有人過來告訴我們一切就緒,我們來到了實驗室,有人把電源板遞給我看了下,我看了下元件的布局和布線,心里就基本有數了。IC周邊元件沒有使用單點接地,IC的供電電流先流過VCC,后流入濾波的電解電容,我看到后笑了,按照我的經驗,估計是由于布局布線原因,啟動瞬間由于電磁干擾造成炸板,為了說服他們,我必須演示給他們看,拿出實際測試的數據出來。
先開示波器,調好示波器的設置,我自己焊好測試點(在測試中沒有找到毛病的測試點的測試過程略),現在我演示的測試點就是電源IC的電源端和地之間,接好示波器的探頭,然后把LED驅動電源接好電源線,再接好電源,試著開了機,讓燈亮了,按RUN鍵即運行鍵,顯示工作波形,再精調了下觸發設置,關燈。
按單觸發鍵,使示波器處在等待狀態,開燈,示波器就能抓住了開機瞬間的波形,然后調整開關數次,使出發后記錄的圖像最佳,存下這個圖像如下:
好,圖像很清晰明了,可以分析這個電源IC的啟動波形了,垂直是每格30V,在啟動的瞬間,IC的VCC上經受了一個差不多4格顯示數值為115V左右的高壓脈沖(高壓是相對于IC工作電壓而言,而不是我們通常所說的幾千伏以上的電壓,請原諒我的文學水平有限,用詞不當的老毛病!),這個脈沖電壓,隨著電源元器件的差異而有數值上的差異,有的低于115V,可能會幸免炸機,有的會高于115V,那大都都炸機了吧,不管這個電壓怎么隨著元器件的參數變化,都已經遠遠地超過了IC的最高工作電壓,IC的工作電壓一般不超過30V,這個脈沖電壓已經超過IC最高工作電壓數倍,這才是炸機的主要原因!在這個瞬時,IC失控損壞,會造成MOS管一直導通,通過MOS電流失控,最后引起炸機,當然,由于誤差原因,有的IC在這個電壓下也不會炸,躲過了開機瞬間的高壓,LED一直亮著,IC上就沒有高壓了,所以亮燈的電源也不會再炸了,這個就是我分析的炸機原因!
老板一邊聽著,一邊用將信將疑的眼光看著我,他最關心的是怎么解決這個問題,我就用他的這個電源,用小刀割開一些線,再用另外的線連接上,控制元件采用單點接地接法,負線圈的電流先流經電解后到IC的VCC,然后用同樣的方法演示,啟動的時候,115V的尖峰減小了很多,幾乎看不見了(因為啟動時VCC顯示很正常,我沒有存下這個啟動的VCC波形保存,一般正常的產品都可以抓到,留作練習,大家自己試著用示波器測下,抓下波形),只有20多伏,我告訴他們,問題就是這樣,你需要改版,改版后就不會出現這個問題了,這下老板真的相信了,立即安排整改!
過了將近一周后,老板欣喜地告訴我,他們改版重新試產了,再也沒發現有炸機的現象了!
啟動時炸機的這個問題很普遍,我遇到過好幾家的公司都遇到過,因此把這個例子拿出來專門寫了這篇文章,希望對大家有所幫助!