單端反激電路充電器在使用過程中炸機比例在各廠不盡相同,現以某廠炸機的原因分析大致有如下幾種:
一、變壓器損壞導致開關管損壞
現象:拆六個開關管損壞的充電器,三個尖峰吸收二極管D7燒糊,三個尖峰吸收二極管正常的,這六個變壓器里層繞組漆包線不同程度燒壞;另拆二個開關管正常的充電器上變壓器繞組正常。
原因分析:反激變壓器漆包線燒壞,說明溫度過高,與磁芯、氣隙、銅線的材質與工藝有關外,也與變壓器的設計、變壓器的散熱方式、工作波形有關。準確的確定是那種原因直接導致變壓器損壞,需要一定的檢測設備等,目前條件達不到。(如:1、磁芯的特性曲線測試儀。這種特性曲線參數對變壓器的設計與生產質量起到至關重要的作用。2、氣隙過大會產生邊緣磁通效應使初級有過熱點的出現。)
以目前條件,解決方法只有二個:
(1)改動電路參數,在恒溫、恒壓條件下對比分析。
(2)采用不同廠家的變壓器或不同廠家的磁芯,在恒溫、恒壓條件下對比分析。
二、開關管柵極電阻取值偏大,發熱量過大引起開關管損壞
現象: 部分返修機風機正常,開關管附近銅箔過熱變色
原因分析:測試開關管柵極電阻62歐姆,采用示波器觀察柵極波形,上升沿與下降沿明顯過緩,意味著開關管開通與截止期間損耗大,管子發熱量大,同樣變壓器熱量也大。柵極電阻取值過小,負載突然減小或短路的時候,管子輸出尖脈沖大,管子容易造成擊穿損壞,同時干擾也大。
應對措施:將該柵極電阻減小至22歐姆。
三、輸出二極管D10(型號SF1006A)脫焊造成開關管損壞
現象:D10脫焊、開關管損壞
原因分析:一種可能是輸出二極管脫焊后接觸不良,引起變壓器初級尖脈沖過大擊穿開關管。
另一種可能是輸出二極管脫焊后,3842電壓控制環路失控,開關管輸出脈沖寬度變大,初級反峰電壓升高造成開關管擊穿。
應對措施:1、改動電路。需要投入。
2、改動焊盤。
四、輸出二極管短路性損壞引起開關管損壞
現象:輸出二極管與開關管同時損壞
原因分析:這種情況的發生與變壓器繞組短路相同,會產生非常大的電流,使一次繞組占空比增大,電流加大,此時,如果電流檢測保護電路檢測到過電流,停止輸出或抑制能量,與此同時,集成電路供電繞組電壓下降,使集成電路處于打嗝現象,則開關管不會損壞;如果檢測電路做的欠缺,同時,集成電路供電繞組過多,輸出短路時候,集成電路不能進入欠壓保護狀態,開關管占空比增加,導通時間過長,電流過大,達到能損壞開關管能量時候,就會出現開關管損壞現象。
3842集成電路設計時,原則上是電壓控制環路優先,電流控制環路滯后,因此,電流控制環路取值合適,這種情況發生的時候,開關管損壞幾率就小。
五、開關管耐壓偏低,散熱器偏小
現象:開關管損壞原因無明顯癥狀
原因分析:目前,公司生產的單端反激充電器MOS管耐壓600V,最高650V。
電源電壓達到AC260V上下時,無論變壓器采用順序繞法還是夾層繞法,開關管的耐壓余量不大。電源電壓升高后,輸出同樣功率,開關管溫度會明顯升高,溫度升高后,耐壓進一步降低,產生一個惡性循環,最終導致炸管。
另一方面,在充電器工作的時候,由于脈沖控制環路延時,電源電壓突變,尖峰脈沖易造成開關管擊穿。
六、100UF/400V電源濾波電容脫焊或失效造成開關管損壞
現象:100UF/400V電容脫焊,開關管損壞
原因分析:100UF/400V電源濾波電容脫焊有四種原因:
(1) 電容儲存期過長,造成引腳氧化。
(2) 焊錫的強度不夠。(與焊錫中其他金屬的含量有關)
(3) 生產工藝缺陷(如焊錫過少)。
(4) 終端客戶將充電器隨車攜帶,另一方面焊錫強度不夠大,震動過大造成電容脫焊。
七、電路板銅箔之間安全距離不夠
如:巴西板啟動電阻與電源地之間的打火損壞
八、一些敏感部位的電子元器件對抗電流沖擊能力差
如:巴西板開關管對電源地之間的貼片電阻。
九、客戶使用不當:
(1) 進水。
現象:電路板大面產生銅銹損壞,開關管炸裂。
進水的原因:大多數終端客戶充電器隨車攜帶后與雨衣共同存放在電動車箱內,導致充電器進水。
(2) 電源電壓過高
現象:電源濾波電容爆頂,開關管損壞。
電源電壓過高的原因:電網電壓過高或發電機供電的終端客戶。(不排除個別電容質量差的存在)
(3) 使用環境惡劣
1、溫度高
現象:風機正常的情況下,電路板銅箔部分變色或焦糊,開關管炸裂。
2、濕度過大
現象:電路板長時間受潮后,銅箔有明顯的氧化點,開關管炸裂。
3、過臟。
現象:電路板塵土異物過多,同時伴有電路板部分銅箔過熱發黃現象,偶爾存在放電點。
(4) 客戶誤操作
現象:輸出保險管或保險銅箔燒斷,開關管炸裂。
原因分析:客戶將電動車上充電插座與電池極性接反后,然后接通AC220V電源,隨后接通充電器輸出插頭與電動車插座,此時,充電器上變壓器次級電流與電池經過變壓器的次級電流疊加,可能出現三種情況。
(1)變壓器瞬時飽和。
(2)變壓器感應電壓擊穿開關管。
(3)瞬間干涉導致3842失控造成開關管損壞。
(4)變壓器初級感應電流與開關管導通時電流疊加,超出開關管承受電流,導致開關管損壞。
防范終端客戶誤操作造成的炸機,只能在設計上增加防止輸出反接電路解決。
一、設計方面只要是成本方面限制,存在幾點不理想
1、部分機型銅箔安全距離偏小。
2、最大功率余量小。
3、普遍散熱器偏小。
二、生產工藝方面
(1) 一部分發熱量比較大或元器件重量大的的地方焊錫較少,震動或脫焊后形成虛焊。
應對措施:作業指導書標注重點檢查與補焊的部位。
(2) 電阻經過機插后彎曲與相鄰銅箔距離太近。
應對措施:修改PCB文件或修改生產工藝。
開關管的損壞,往往是多因一果。
通過上述原因的分析,炸機主要三種原因:
一、開關管過電壓。
二、開關管過電流。
三、開關管過熱。
某公司充電器工程師在單端反激500W功率級別的充電器中,采用如下電路解決電網電壓突變引起的炸機問題。
各位朋友有什么好的建議與方法,敬請賜教。