【導(dǎo)讀】目前市面上有很多低端LED產(chǎn)品都采用十分廉價的阻容降壓驅(qū)動方案，這將有可能導(dǎo)致的兩大致命缺陷，一是炸機，二是LED擊穿。如何設(shè)計研發(fā)出安全，可靠，高性價比的產(chǎn)品是設(shè)計師們的重中之重。下文由彬輝電子方彬輝總工程師為大家實例分析解讀造成T8管驅(qū)動炸機的設(shè)計失誤要點。
2015年6月4日，美國照明大廠CREE公司宣布召回700,000只LEDT8燈管。
2015年8月25日，歐司朗近5.5萬支LEDT8 燈管因過熱隱患被宣布召回。
對于近期頻頻發(fā)生LED燈管被召回事件，我們有理由相信一個“好”的產(chǎn)品“貴”在品質(zhì)。質(zhì)量是企業(yè)成功的保障，而設(shè)計則是質(zhì)量的源頭。目前市面上有很多低端LED產(chǎn)品都采用十分廉價的阻容降壓驅(qū)動方案，這將有可能導(dǎo)致的兩大致命缺陷，一是炸機，二是LED擊穿。如何設(shè)計研發(fā)出安全，可靠，高性價比的產(chǎn)品是設(shè)計師們的重中之重。下文由彬輝電子方彬輝總工程師為大家實例分析解讀造成T8管驅(qū)動炸機的設(shè)計失誤要點。
驅(qū)動電源PCBA頂層圖
驅(qū)動電源PCBA底層圖
下面從PCB設(shè)計及樣機整機測試來分析該樣機的存在問題點：
1、驅(qū)動電源輸入和輸出電壓電流錯誤標示
2、保險管采用2A/250V的玻璃管沒有套套管，不符合安規(guī)要求。
3、輸入輸出線焊盤孔太小、距離PCB板邊太近，也沒有做防拉設(shè)計和防堵孔設(shè)計，這樣的設(shè)計一方面會造成輸入輸出線容易斷裂；另外一方面在生產(chǎn)過波峰焊過程中焊盤容易堵死，后續(xù)工序焊接線時需要人工將焊盤孔打開造成浪費生產(chǎn)工時。
4、工字電感下面開槽，但電感確不能部分放進槽中，容易造成電感移動和浮高現(xiàn)象。
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5、CBB電容放在工字電感之后，容易產(chǎn)生振蕩，造成干擾。
5、CBB電容放在工字電感之后，容易產(chǎn)生振蕩，造成干擾。
6、功率開關(guān)管采用TO-220塑封12N65的場效應(yīng)管ID太大12A。一方面提高了成本，造成浪費；另外一方面因為開關(guān)管的結(jié)電容太大Ciss為2290PF，會造成驅(qū)動不足的現(xiàn)象反而會影響驅(qū)動轉(zhuǎn)換效率，實際測量開關(guān)管最高峰值電壓才524V。因此建議設(shè)計開關(guān)管用5N60或者7N60的MOS管。
在輸入AC264V開關(guān)管DS極電壓波形
開關(guān)管G極驅(qū)動波形
在AC85V輸入條件下開關(guān)管S極電流波形
7、在輸入AC265V時實際測量開關(guān)管DS極之間最高峰值電壓有524V，而開關(guān)管DS極之間的距離僅有0.67mm，安全距離明顯不夠，因此很容易造成炸機現(xiàn)象，特別是在助焊劑不純的情況下，DS極之間會形成一個電阻，那就更加容易出現(xiàn)炸機現(xiàn)象。改善對策是重新修改PCB將開關(guān)管的引腳改為品字形設(shè)計，加大安全距離。
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8、開關(guān)管的S極套有一個磁珠，磁珠在正常情況小可以當(dāng)成一個小電阻。但是在生產(chǎn)老化過程中由于電網(wǎng)的波動和干擾，此磁珠很容易飽和與產(chǎn)生寄生振蕩，因而造成炸機現(xiàn)象。
9、吸收回來（SNUBBER電路）用的是一個貼片整流二極管M7，這個整流二極管1N4007的開關(guān)速度很慢300uS而且正向壓降（1.3V）也很大，因此在帶負載老化過程中溫度會很高，實際測試超過變壓器磁芯溫度，因此建議改為開關(guān)速度快一些的快速整流二極管FR107(RS1M)。
10、吸收回來（SNUBBER電路）用了一個1206的貼片電容，生產(chǎn)過程中容易造成斷裂，30多W的輸出功率為了達到比較好的吸收效果需要用到2NF/600V以上的電容，建議改為插件電容。
11、在PCB變壓器的主繞組之間走了一根變壓器過零檢測信號線，在大電流之間走信號線容易產(chǎn)生干擾，造成輸出電壓不穩(wěn)定和EMI干擾問題。
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12、IC的VCC供電整流濾波線路上用了一個10uF/50V電解電容同功率開關(guān)管并排放置在一起。一方面由于熱傳遞作用開關(guān)管的溫度會傳遞到電解電容，造成電解電容的溫度升高影響電解電容的壽命；另外一方面電解電容和開關(guān)管并排放置由于電容自身高頻下的電感特性和開關(guān)管會產(chǎn)生振蕩造成EMI高頻干擾。
12、IC的VCC供電整流濾波線路上用了一個10uF/50V電解電容同功率開關(guān)管并排放置在一起。一方面由于熱傳遞作用開關(guān)管的溫度會傳遞到電解電容，造成電解電容的溫度升高影響電解電容的壽命；另外一方面電解電容和開關(guān)管并排放置由于電容自身高頻下的電感特性和開關(guān)管會產(chǎn)生振蕩造成EMI高頻干擾。
13、輸出用5A300V的高效率整流二極管HER504，在輸入AC264V時實際測試輸出二極管兩端的最高反向電壓為176V，因此可以不需要300V的管，改為200V的肖特基二極管，這樣可以提高驅(qū)動電源的效率，降低產(chǎn)品的成本。
14、輸出濾波電容采用兩個并聯(lián)的470uF/50V的電解電容，會造成整流后接的第一個電解電容的溫度很高，第二個電解電容的溫度比第一個電解電容的溫度高很多，影響整個電源的壽命。改善對策為第一個電解電容用680uF/50V，第二個電解電容用470uF/50V，這樣濾波效果要好，兩個電容的溫度也會比較平衡，因此提高了整個驅(qū)動電源的壽命。
15、產(chǎn)品輸出為DC42V/740mA，變壓器次級繞組銅線用0.3mm，線徑偏小造成變壓器溫度高驅(qū)動轉(zhuǎn)換效率低，建議改為0.25mm雙線并繞。
16、變壓器輔助繞組匝數(shù)偏少，使得VCC電壓才12V，會造成輸出恒流范圍過窄的現(xiàn)象，建議變壓器輔助繞組匝數(shù)增加一匝。
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