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急急UC2844 做LED路灯电源,双管反激电源,故障分析

用UC2844 做了一批LED电源,在客户那边使用大概3个月左右,不良率很高达30%左右,回来拆开大部分是炸管子,还有些 连电容也炸掉的,请大家帮忙分析下是什么原因造成的

 

这是PCB文件,结构是双管反激,33V-2.4A 功率80W输出,在国内LED路灯使用

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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
[图片] 

分别在两个地方使用的,有两种损坏情况,

一:坏的原件:炸管Q1,Q2(KIA840) ,0.22欧1W电阻炸,IC炸,R9(470欧)炸,C16 C13电解电容起鼓包,R35,R36(0欧 1206)跳线电阻烧坏,反馈信号R4(2K 0805)入光耦的电阻烧坏,Q2管驱动 稳压管D7直通,,输入保险管有的好的有的烧断,其他都是好的

二:坏的元件:400V 150UF 大电容,输入3A 250V保险管炸,共模电感后C1 :104 400VCBB电容爆浆,其他都是好的

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hblx666
LV.4
4
2012-10-23 20:20
@hblx666
分别在两个地方使用的,有两种损坏情况,一:坏的原件:炸管Q1,Q2(KIA840),0.22欧1W电阻炸,IC炸,R9(470欧)炸,C16C13电解电容起鼓包,R35,R36(0欧1206)跳线电阻烧坏,反馈信号R4(2K0805)入光耦的电阻烧坏,Q2管驱动稳压管D7直通,,输入保险管有的好的有的烧断,其他都是好的二:坏的元件:400V150UF大电容,输入3A250V保险管炸,共模电感后C1:104400VCBB电容爆浆,其他都是好的

自己先顶一个,请大家帮忙分析下这两种情况分别是怎么造成的

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hblx666
LV.4
5
2012-10-23 20:30
@hblx666
自己先顶一个,请大家帮忙分析下这两种情况分别是怎么造成的

 

这是下管的GS波形,

这是下管的DS波形,

 

 

由于没有差分探头,上管的地是悬浮的,所以我只能测试下管的波形,

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hblx666
LV.4
6
2012-10-23 20:36
@hblx666
[图片] 这是下管的GS波形,这是下管的DS波形,[图片]  由于没有差分探头,上管的地是悬浮的,所以我只能测试下管的波形,

,,等待高手们指点迷津,分析原因

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2012-10-23 21:39

楼主,想问下你,这个电源的效率多少?

有没有做高低温老化测试,高低温冲击,长期短路,开关机冲击,振动等可靠性的测试没?

大功率的LED电源的工作状况比大部分的电源要恶劣,所以可靠性设计才是第一位的。

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hblx666
LV.4
8
2012-10-24 07:05
@心中有冰
楼主,想问下你,这个电源的效率多少?有没有做高低温老化测试,高低温冲击,长期短路,开关机冲击,振动等可靠性的测试没?大功率的LED电源的工作状况比大部分的电源要恶劣,所以可靠性设计才是第一位的。

多谢冰版的关注,这电源效率在86%左右,我老化方式是30°环境下老化(老化功率为86W,33V 2.62A(老化时加大了一点输出功率,实际出厂带负载是33V 2.4A ),老化方式是:每半个小时为一周期,先25分钟长亮老化,然后5分钟开关机冲击10次(5秒开25秒关), 带80W LED灯具24小时老化(48个周期),没有问题然后再出厂的,客户使用是放在路灯灯杆中并没有和LED光源放在一起所以工作环境温度相对来说不高,短路开机实验做过,带载运行过程中短路也试过,不会对电源造成损坏,振动到是没有做,但不良品拆开没发现有元件松动,虚焊等现象,

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hblx666
LV.4
9
2012-10-24 07:18
@hblx666
多谢冰版的关注,这电源效率在86%左右,我老化方式是30°环境下老化(老化功率为86W,33V2.62A(老化时加大了一点输出功率,实际出厂带负载是33V2.4A),老化方式是:每半个小时为一周期,先25分钟长亮老化,然后5分钟开关机冲击10次(5秒开25秒关),带80WLED灯具24小时老化(48个周期),没有问题然后再出厂的,客户使用是放在路灯灯杆中并没有和LED光源放在一起所以工作环境温度相对来说不高,短路开机实验做过,带载运行过程中短路也试过,不会对电源造成损坏,振动到是没有做,但不良品拆开没发现有元件松动,虚焊等现象,

 

对于以上故障一,我个人认为开关管一般都能承受很高的冲击峰值电流,应该是过压击穿,但正常运行时峰值电压最高也才电源电压,我用的500V 的管子,考虑到制造误差和余量,至少400V 的峰值是没有问题的,所以我分析是上管Q1和下管Q2出现了不同步的现象,比如当上管Q1断开时,下管Q2还处于导通的一瞬间,初级绕组漏感的反向尖峰直接加在Q2上,Q2击穿,D7击穿,D,Q1在也击穿,,漏感尖峰并通过Q2传到地线上导致C16,C13电解电容有反向高压,所以这两个电容鼓起来,,当漏感足够大是这管子和电容都要烧坏,所以IC,R9,0.22殴的限流电阻,地线上有尖峰脉冲,所以地线上的跳线电阻R35,R36也坏了,但R4入光耦的电阻坏就不知道怎么解释,不知道我这想法对不对,双管反激电路实际运行时会有两管不同步的现象吗,当什么情况下会出现两管不同步,又为什么我24小时老化的时候没发现此类现象潜在期为什么有3个月左右,才能暴漏出问题来

 

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hblx666
LV.4
10
2012-10-24 08:45
@hblx666
[图片] 对于以上故障一,我个人认为开关管一般都能承受很高的冲击峰值电流,应该是过压击穿,但正常运行时峰值电压最高也才电源电压,我用的500V的管子,考虑到制造误差和余量,至少400V的峰值是没有问题的,所以我分析是上管Q1和下管Q2出现了不同步的现象,比如当上管Q1断开时,下管Q2还处于导通的一瞬间,初级绕组漏感的反向尖峰直接加在Q2上,Q2击穿,D7击穿,D,Q1在也击穿,,漏感尖峰并通过Q2传到地线上导致C16,C13电解电容有反向高压,所以这两个电容鼓起来,,当漏感足够大是这管子和电容都要烧坏,所以IC,R9,0.22殴的限流电阻,地线上有尖峰脉冲,所以地线上的跳线电阻R35,R36也坏了,但R4入光耦的电阻坏就不知道怎么解释,不知道我这想法对不对,双管反激电路实际运行时会有两管不同步的现象吗,当什么情况下会出现两管不同步,又为什么我24小时老化的时候没发现此类现象潜在期为什么有3个月左右,才能暴漏出问题来 

新手,说的不对请大家不要笑话,呵呵

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zh88ha
LV.5
11
2012-10-24 09:13
@hblx666
[图片] 对于以上故障一,我个人认为开关管一般都能承受很高的冲击峰值电流,应该是过压击穿,但正常运行时峰值电压最高也才电源电压,我用的500V的管子,考虑到制造误差和余量,至少400V的峰值是没有问题的,所以我分析是上管Q1和下管Q2出现了不同步的现象,比如当上管Q1断开时,下管Q2还处于导通的一瞬间,初级绕组漏感的反向尖峰直接加在Q2上,Q2击穿,D7击穿,D,Q1在也击穿,,漏感尖峰并通过Q2传到地线上导致C16,C13电解电容有反向高压,所以这两个电容鼓起来,,当漏感足够大是这管子和电容都要烧坏,所以IC,R9,0.22殴的限流电阻,地线上有尖峰脉冲,所以地线上的跳线电阻R35,R36也坏了,但R4入光耦的电阻坏就不知道怎么解释,不知道我这想法对不对,双管反激电路实际运行时会有两管不同步的现象吗,当什么情况下会出现两管不同步,又为什么我24小时老化的时候没发现此类现象潜在期为什么有3个月左右,才能暴漏出问题来 

一、找一块好的电源输入电压调至265VAC带额定负载用示波器测试Q1、Q2的DS波形看看最高峰值电压是多少?以此判断是不是MOSFET耐压不够造成的。二、我看你整个电路没有什么防雷措施,户外路灯电源最好加上防雷措施。

另外有个疑问是  总功率80W而已又没有主动PFC为什么选择用双管反激,个人觉得单管足以。

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hblx666
LV.4
12
2012-10-24 09:33
@zh88ha
一、找一块好的电源输入电压调至265VAC带额定负载用示波器测试Q1、Q2的DS波形看看最高峰值电压是多少?以此判断是不是MOSFET耐压不够造成的。二、我看你整个电路没有什么防雷措施,户外路灯电源最好加上防雷措施。另外有个疑问是 总功率80W而已又没有主动PFC为什么选择用双管反激,个人觉得单管足以。

手上100M 带宽 1G采样率的示波器,只配有普通探头,测下管的DS 可以,上管的DS 不好测,由于上管的地是高压悬浮的,怕损坏探头的

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2012-10-24 09:39
@hblx666
[图片] 对于以上故障一,我个人认为开关管一般都能承受很高的冲击峰值电流,应该是过压击穿,但正常运行时峰值电压最高也才电源电压,我用的500V的管子,考虑到制造误差和余量,至少400V的峰值是没有问题的,所以我分析是上管Q1和下管Q2出现了不同步的现象,比如当上管Q1断开时,下管Q2还处于导通的一瞬间,初级绕组漏感的反向尖峰直接加在Q2上,Q2击穿,D7击穿,D,Q1在也击穿,,漏感尖峰并通过Q2传到地线上导致C16,C13电解电容有反向高压,所以这两个电容鼓起来,,当漏感足够大是这管子和电容都要烧坏,所以IC,R9,0.22殴的限流电阻,地线上有尖峰脉冲,所以地线上的跳线电阻R35,R36也坏了,但R4入光耦的电阻坏就不知道怎么解释,不知道我这想法对不对,双管反激电路实际运行时会有两管不同步的现象吗,当什么情况下会出现两管不同步,又为什么我24小时老化的时候没发现此类现象潜在期为什么有3个月左右,才能暴漏出问题来 

30度的环境温度根本不能模拟户外LED电源的实际工作情况,LED电源在开发阶段,灌胶之后建议以75-80度的环境温度去老化,生产中的老化室建议使用60度的环境温度老化

双管反激因为有钳位二极管的存在,你说的过压损坏的情况基本不太可能

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wzh212000
LV.4
14
2012-10-24 09:48
@zh88ha
一、找一块好的电源输入电压调至265VAC带额定负载用示波器测试Q1、Q2的DS波形看看最高峰值电压是多少?以此判断是不是MOSFET耐压不够造成的。二、我看你整个电路没有什么防雷措施,户外路灯电源最好加上防雷措施。另外有个疑问是 总功率80W而已又没有主动PFC为什么选择用双管反激,个人觉得单管足以。

路灯没有防雷,就注定会出问题的

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hblx666
LV.4
15
2012-10-24 10:18
@心中有冰
30度的环境温度根本不能模拟户外LED电源的实际工作情况,LED电源在开发阶段,灌胶之后建议以75-80度的环境温度去老化,生产中的老化室建议使用60度的环境温度老化双管反激因为有钳位二极管的存在,你说的过压损坏的情况基本不太可能
谢谢大家的关注,和温度无关,雷击也可以排除,因为客户使用的时候是冬季,一般情况是不会打雷的,环境温度在-5度到15度范围的,此电源效率86左右,温升我测过30度左右 不是很高,因为有电容鼓起来,电解电容一般就是过压,反接,过温 会出现这样的现象的,所以我怀疑与电压有关的
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hblx666
LV.4
16
2012-10-24 10:56
@hblx666
谢谢大家的关注,和温度无关,雷击也可以排除,因为客户使用的时候是冬季,一般情况是不会打雷的,环境温度在-5度到15度范围的,此电源效率86左右,温升我测过30度左右不是很高,因为有电容鼓起来,电解电容一般就是过压,反接,过温会出现这样的现象的,所以我怀疑与电压有关的

如果排除温度等外在因素,这个电路本身结构,设计上有没有什么问题,帮忙分析下在什么情况下 会坏这些元件呢?

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power_sz
LV.7
17
2012-11-15 15:52
@hblx666
如果排除温度等外在因素,这个电路本身结构,设计上有没有什么问题,帮忙分析下在什么情况下会坏这些元件呢?

C7都坏掉了!我怀疑是电容有问题。路灯用在外面,如果是在郊区一些地方,电压会晚上会比较高,可能会超过300V,(别以为只有印度才这样)如果你的电容耐压偏下限的话,就会坏掉。

当然,一连串的炸鸡就出来了!~

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2012-11-17 14:12

弱弱的问下,这是用什么软件画的?

 

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hylylx
LV.9
19
2012-11-18 13:14
@hblx666
分别在两个地方使用的,有两种损坏情况,一:坏的原件:炸管Q1,Q2(KIA840),0.22欧1W电阻炸,IC炸,R9(470欧)炸,C16C13电解电容起鼓包,R35,R36(0欧1206)跳线电阻烧坏,反馈信号R4(2K0805)入光耦的电阻烧坏,Q2管驱动稳压管D7直通,,输入保险管有的好的有的烧断,其他都是好的二:坏的元件:400V150UF大电容,输入3A250V保险管炸,共模电感后C1:104400VCBB电容爆浆,其他都是好的
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沐雪晨
LV.1
20
2013-05-29 18:26
最近我也用双管反激做了一个150W的DC-DC开关电源,IC用的2843(没有占空比限制),变压器匝比为2:1,最低输入电压60V,输出电压24V,变压器的原边电感量为28uH,电路图跟你的类似,不过输出用的是自驱的同步整流,问题是,在开机瞬间,非常容易炸管子,有时候是原边的MOS管炸,有时候是副边的同步整流管炸,有时候都炸了,我看到你也之前存在过类似的问题,我想询问你后来是怎么解决的,原理怎样?盼回复,谢谢啊~~
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