美的豆?jié){機(jī)開關(guān)電源電路板可靠性分析_圖文

1、 分 析 報(bào) 告樣品名稱豆?jié){機(jī)型號規(guī)格DS10A3生產(chǎn)廠家美的委托單位廣東美的精品電器制造有限公司可靠性研究分析中心報(bào)告編號 FX03-合 同 號 FX0410-1095-2總 頁 數(shù) 15 中 國 賽 寶 實(shí) 驗(yàn) 室(工業(yè)和信息化部電子第五研究所 工業(yè)和信息化部電子第五研究所 檢 測CNAS L0462FX0410-1095-2215分 析 報(bào) 告樣 品 名 稱豆?jié){機(jī)型號規(guī)格 名 稱 廣東美的精品電器制造有限公司郵政編碼地 址 19 聯(lián) 系人李婷珽 Email 委托 單位 電話真 /生 產(chǎn) 單 位 美的 收 樣 日 期2010-04-052010-04-05樣品

2、數(shù)量編號 豆?jié){機(jī) 2臺,其中型號 一臺(作 1套。 樣 品 描 述 分 析 項(xiàng) 目 可靠性分析分析環(huán)境條件 242660101kPa分 析 依 據(jù)1. ; 2.分 析工業(yè)和信息化部電子第五研究所 元器件可靠性研究分析中心序號 儀器、設(shè)備名稱編 號1 2 儀 器 設(shè) 備3主 檢編 制審 查批 準(zhǔn)簽 名職務(wù):日期 2010年 月 日 2010年 月 日 2010年 月 日 2010年 月 日FX0410-1095-2 3 15 1產(chǎn)品產(chǎn)品概況概況概況及委托方要求及委托方要求及委托方要求該豆?jié){機(jī)產(chǎn)品型號為 DS10A3,典型外觀見圖 1的產(chǎn)品 DS10A2,典型外觀見圖 2。(13圖 5。(2部(即

3、機(jī)頭內(nèi)部安裝有 MCU /下蓋的下部有打漿刀片、 6、 圖 7。(3(4(5MCU 設(shè)定溫度時(shí), 1 DS10A32 DS10A2FX0410-1095-2415 34 6 /委托方要求對該款產(chǎn)品的機(jī)頭電路部分進(jìn)行可靠性分析,評估是否存在明顯的 可靠性問題。與美的該系列豆?jié){機(jī)之前的產(chǎn)品相比,該款產(chǎn)品在電源板電路形式及打漿電機(jī) 等方面有較大變化,而在 MCU 控制電路及加熱電路方面,沒有明顯的變化。因此, 本次可靠性分析,除對整個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行評估外,還應(yīng)針對該款產(chǎn)品電源電路及電機(jī)驅(qū)FX0410-1095-2515動電路部分進(jìn)行重點(diǎn)分析。 2可靠性 可靠性分析 分析 分析過程 過程 過程 2.1環(huán)境應(yīng)

4、力試驗(yàn) 環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)對 DS10A3豆?jié){機(jī)等進(jìn)行了以下環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn): (1高溫存儲試驗(yàn)試驗(yàn)條件:85, 96小時(shí),試驗(yàn)后恢復(fù) 2 (2低溫存儲試驗(yàn)試驗(yàn)條件:-40, 96小時(shí),試驗(yàn)后恢復(fù) 2 (3溫度循環(huán)試驗(yàn)試驗(yàn)條件:高溫溫度 8515時(shí)間小于 2分鐘(每循環(huán)約 30樣品功能正常。(4高溫加電試驗(yàn)在 40 2.2對比分析 對比分析型豆?jié){機(jī)供對比。 由于 DS10A2屬于 DS10A3這一新型號產(chǎn)品的可靠性。 兩款產(chǎn)品的異同進(jìn)行了對比。(1沒有明顯區(qū)別。(2機(jī)頭:與 DS10A2相比,由于 DS10A3采用開關(guān)電源電路形式,機(jī)頭內(nèi)沒有了工頻變 壓器,而電源電路板也因此有較大變化。兩款產(chǎn)品機(jī)頭內(nèi)部

5、對比見圖 8、圖 9。可見,機(jī)頭內(nèi)部各部件安裝方式?jīng)]有明顯變化,電源電路板垂直安裝在機(jī)頭下FX0410-1095-2615蓋上, 通過機(jī)頭下蓋上的插槽固定。 MCU 控制 /顯示電路板通過螺絲固定在機(jī)頭上蓋 上。 8 DS10A39 DS10A22.22.2.2.2工作溫度 工作溫度 A 試驗(yàn)過程及結(jié)果 試驗(yàn)過程及結(jié)果每臺豆?jié){機(jī)均連續(xù)工作 3(1將電源電路板安裝在豆?jié){機(jī)外的空調(diào)環(huán)境中:測得 DS10A2板上最高溫度約 43, DS10A3板上最高溫度約 46。 (2不改變電路板的安裝位 置 , 僅 將機(jī)頭上蓋打開,以 便 測試溫度。 B 結(jié)果分析 結(jié)果分析(溫升及后果分析 溫升及后果分析 測得

6、 DS10A2、 DS10A3板上最高溫度均高于 60, 板上最高溫度點(diǎn)均在板件下 邊緣 , 貼近 機(jī)頭外殼 底 部的位 置 ,整個(gè)板件溫度分 布 由下至上 遞減 。測得機(jī)頭外殼 相應(yīng)位 置 溫度在 78 左右 ,是沸騰后產(chǎn) 生 的高溫 蒸氣升 高了機(jī)頭 底 部溫度,使電路 板靠 近底 部的部分溫度明顯 升 高。觀 察 板件安裝方式, 繼 電器 K1和電解電 容 器 C3均靠 近 機(jī)頭 底 板(見圖 10、圖 11。參考該款產(chǎn)品電源電路板 原理 圖(圖 14, C3電 容 器位 置 在整流 橋堆 和 共 模電FX0410-1095-2 7 15 感 L1之后。 研究證 明,溫度每上 升 10,

7、 會導(dǎo)致鋁 電解電 容 器 壽命 下 降 一 半 。在 較大的 紋波 電壓和較高的工作溫度下,電解電 容 器的 失效率會 顯 著 提高,使之 容易 FX0410-1095-2 8 15 FX0410-1095-2915(續(xù) 表 1 委托方提供的 DS10A3電路板問題點(diǎn) 根據(jù) 委托方 表 1, 記錄 的 失效數(shù)據(jù) 為 37次,其中,與電源電路直接相關(guān)的 失效 次 數(shù) 16次, 占 43.2%。而與 DC-DC 逆 變電路直接相關(guān)的 失效 次 數(shù) 為 9次, 占 電源 電路 失效 次 數(shù) 的 56.3%,整機(jī) 失效 次 數(shù) 的 24.3%?？梢?看 到, DC-DC 逆 變電路的可 靠性問題是

8、影響 整機(jī)可靠性的關(guān) 鍵 之一。考 察 DC-DC 逆 變電路, 發(fā)現(xiàn)逆 變用變壓器 線包 兩 端 電壓 波 形異常,見圖 16。FX0410-1095-21015同時(shí),該 線包 上有較高的 瞬 時(shí)電壓, 峰值 達(dá)到 564V (圖 17。 U3(型號 OB2211 pin5、 pin6允許 的最大 漏 極電壓為 650V , 現(xiàn) 在該點(diǎn)電壓 已 接 近 最大 允許 電壓 值 。 尤其在開機(jī) 瞬 間, 需 要對電源 輸 出的電 容 器 充 電,此時(shí)的電感的 反 電 勢會 流比持續(xù)工作時(shí)大,因此 反 電壓 更 大, 長期 工作 容易 出 現(xiàn)失效 行了以下工作:(1將 D6二 極 管 由型號 1N

9、4007的 普 通整流 二 極 關(guān) 二 極 管 (MUR 系列, 但 測試該點(diǎn) 峰值(2將變壓器 TRA1解 剖 , 減少 了 初級線圈 30峰值 電壓,下 降 至 498V (圖 18。(3將變壓器 TRA1只剩 30匝 形, 波 形 變?yōu)?鋸齒波 , 峰值 電壓小于 400V D6二 極 。以上(2和(3導(dǎo) 致 了 振蕩現(xiàn)象 的 發(fā)生 。 進(jìn)行相應(yīng)試驗(yàn), 合理 調(diào) 整變壓器、 二 極 管 16 U3Drain17564VFX0410-1095-2 11 15 Tel:Fax: 020-87237185110rac :18498V /2

10、.3.2電機(jī)驅(qū)動電路 電機(jī)驅(qū)動電路考 察 電極驅(qū)動電路(圖 19光耦 U4T1,控制整流 橋 電路 D10D13的供電。 交 給 電機(jī)。從表 1信息 極 ,可控 硅 過 失效 ,應(yīng)是電機(jī) 反沖 電 壓 引起 的 擊穿失效 。 端增 釋放回 路(如 T1并聯(lián)回 路 R17、 C14, 證 其有 效 性。19FX0410-1095-2 12 15 Tel:Fax: 020-87237185110 rac :3結(jié)論 結(jié)論及建議 及建議 及建議樣品豆?jié){機(jī)存在以下可靠性問題:1. 樣品電源電路板一 側(cè)緊貼 機(jī)頭下蓋, 在工作時(shí)由于熱傳 導(dǎo) , 此

11、處 建 議更 改 C3、 K1的安裝位 置 。2. 樣品開關(guān)電源電路中存在 振蕩現(xiàn)象 , 變壓器 TRA1出 芯 片 U3承受 極 限 的 峰值 電壓。 經(jīng) 分析, 此較高 峰值 電壓產(chǎn) 生 計(jì)有關(guān), 建議適 當(dāng) 修 改高頻變壓器設(shè)計(jì),以 減 小 峰值 。3. 建議 在電機(jī)驅(qū)動電路中的整流 橋 兩 端增 并 作條件下的試驗(yàn)驗(yàn) 證 可控 硅 和整流 橋釋放回 效 FX0410-1095-2 13 15 Tel:Fax: 020-87237185110 rac :附錄 1 DS10A2電源電路板原理圖 FX0410-1095-2 14 15

12、Tel:Fax: 020-87237185110 rac :附錄 2 DS10A3電源電路板原理圖FX0410-1095-2 15 15 注 意 事 項(xiàng)1. 報(bào) 告 無 測 試 單 位 公 章 無 效 。2. 復(fù) 制 報(bào) 告 未 重 新 加 蓋 測 試 單 位 公 章 效3. 報(bào) 告 無 主 檢 、 編 制 、 審 查 、 批 無 效 。4. 報(bào) 告 涂 改 、 自 行 增 刪 無 效5. 只 對 委 托 樣 品 的 測 試 果 責(zé) ,樣 品 保 存 。6. 如 對 報(bào) 告 有 異 議 訴 序 要 求 執(zhí) 行址 :區(qū) 東 莞 莊 路 110號通 訊 處 1501信 箱 05分 箱郵 政 碼聯(lián)