美的豆浆机开关电源电路板可靠性分析_图文

1、 分 析 报 告样品名称豆浆机型号规格DS10A3生产厂家美的委托单位广东美的精品电器制造有限公司可靠性研究分析中心报告编号 FX03-合 同 号 FX0410-1095-2总 页 数 15 中 国 赛 宝 实 验 室(工业和信息化部电子第五研究所 工业和信息化部电子第五研究所 检 测CNAS L0462FX0410-1095-2215分 析 报 告样 品 名 称豆浆机型号规格 名 称 广东美的精品电器制造有限公司邮政编码地 址 19 联 系人李婷珽 Email 委托 单位 电话真 /生 产 单 位 美的 收 样 日 期2010-04-052010-04-05样品

2、数量编号 豆浆机 2台,其中型号 一台(作 1套。 样 品 描 述 分 析 项 目 可靠性分析分析环境条件 242660101kPa分 析 依 据1. ; 2.分 析工业和信息化部电子第五研究所 元器件可靠性研究分析中心序号 仪器、设备名称编 号1 2 仪 器 设 备3主 检编 制审 查批 准签 名职务:日期 2010年 月 日 2010年 月 日 2010年 月 日 2010年 月 日FX0410-1095-2 3 15 1产品产品概况概况概况及委托方要求及委托方要求及委托方要求该豆浆机产品型号为 DS10A3,典型外观见图 1的产品 DS10A2,典型外观见图 2。(13图 5。(2部(即

3、机头内部安装有 MCU /下盖的下部有打浆刀片、 6、 图 7。(3(4(5MCU 设定温度时, 1 DS10A32 DS10A2FX0410-1095-2415 34 6 /委托方要求对该款产品的机头电路部分进行可靠性分析,评估是否存在明显的 可靠性问题。与美的该系列豆浆机之前的产品相比,该款产品在电源板电路形式及打浆电机 等方面有较大变化,而在 MCU 控制电路及加热电路方面,没有明显的变化。因此, 本次可靠性分析,除对整个产品进行评估外,还应针对该款产品电源电路及电机驱FX0410-1095-2515动电路部分进行重点分析。 2可靠性 可靠性分析 分析 分析过程 过程 过程 2.1环境应

4、力试验 环境应力试验对 DS10A3豆浆机等进行了以下环境应力试验: (1高温存储试验试验条件:85, 96小时,试验后恢复 2 (2低温存储试验试验条件:-40, 96小时,试验后恢复 2 (3温度循环试验试验条件:高温温度 8515时间小于 2分钟(每循环约 30样品功能正常。(4高温加电试验在 40 2.2对比分析 对比分析型豆浆机供对比。 由于 DS10A2属于 DS10A3这一新型号产品的可靠性。 两款产品的异同进行了对比。(1没有明显区别。(2机头:与 DS10A2相比,由于 DS10A3采用开关电源电路形式,机头内没有了工频变 压器,而电源电路板也因此有较大变化。两款产品机头内部

5、对比见图 8、图 9。可见,机头内部各部件安装方式没有明显变化,电源电路板垂直安装在机头下FX0410-1095-2615盖上, 通过机头下盖上的插槽固定。 MCU 控制 /显示电路板通过螺丝固定在机头上盖 上。 8 DS10A39 DS10A22.22.2.2.2工作温度 工作温度 A 试验过程及结果 试验过程及结果每台豆浆机均连续工作 3(1将电源电路板安装在豆浆机外的空调环境中:测得 DS10A2板上最高温度约 43, DS10A3板上最高温度约 46。 (2不改变电路板的安装位 置 , 仅 将机头上盖打开,以 便 测试温度。 B 结果分析 结果分析(温升及后果分析 温升及后果分析 测得

6、 DS10A2、 DS10A3板上最高温度均高于 60, 板上最高温度点均在板件下 边缘 , 贴近 机头外壳 底 部的位 置 ,整个板件温度分 布 由下至上 递减 。测得机头外壳 相应位 置 温度在 78 左右 ,是沸腾后产 生 的高温 蒸气升 高了机头 底 部温度,使电路 板靠 近底 部的部分温度明显 升 高。观 察 板件安装方式, 继 电器 K1和电解电 容 器 C3均靠 近 机头 底 板(见图 10、图 11。参考该款产品电源电路板 原理 图(图 14, C3电 容 器位 置 在整流 桥堆 和 共 模电FX0410-1095-2 7 15 感 L1之后。 研究证 明,温度每上 升 10,

7、 会导致铝 电解电 容 器 寿命 下 降 一 半 。在 较大的 纹波 电压和较高的工作温度下,电解电 容 器的 失效率会 显 著 提高,使之 容易 FX0410-1095-2 8 15 FX0410-1095-2915(续 表 1 委托方提供的 DS10A3电路板问题点 根据 委托方 表 1, 记录 的 失效数据 为 37次,其中,与电源电路直接相关的 失效 次 数 16次, 占 43.2%。而与 DC-DC 逆 变电路直接相关的 失效 次 数 为 9次, 占 电源 电路 失效 次 数 的 56.3%,整机 失效 次 数 的 24.3%。可以 看 到, DC-DC 逆 变电路的可 靠性问题是

8、影响 整机可靠性的关 键 之一。考 察 DC-DC 逆 变电路, 发现逆 变用变压器 线包 两 端 电压 波 形异常,见图 16。FX0410-1095-21015同时,该 线包 上有较高的 瞬 时电压, 峰值 达到 564V (图 17。 U3(型号 OB2211 pin5、 pin6允许 的最大 漏 极电压为 650V , 现 在该点电压 已 接 近 最大 允许 电压 值 。 尤其在开机 瞬 间, 需 要对电源 输 出的电 容 器 充 电,此时的电感的 反 电 势会 流比持续工作时大,因此 反 电压 更 大, 长期 工作 容易 出 现失效 行了以下工作:(1将 D6二 极 管 由型号 1N

9、4007的 普 通整流 二 极 关 二 极 管 (MUR 系列, 但 测试该点 峰值(2将变压器 TRA1解 剖 , 减少 了 初级线圈 30峰值 电压,下 降 至 498V (图 18。(3将变压器 TRA1只剩 30匝 形, 波 形 变为 锯齿波 , 峰值 电压小于 400V D6二 极 。以上(2和(3导 致 了 振荡现象 的 发生 。 进行相应试验, 合理 调 整变压器、 二 极 管 16 U3Drain17564VFX0410-1095-2 11 15 Tel:Fax: 020-87237185110rac :18498V /2

10、.3.2电机驱动电路 电机驱动电路考 察 电极驱动电路(图 19光耦 U4T1,控制整流 桥 电路 D10D13的供电。 交 给 电机。从表 1信息 极 ,可控 硅 过 失效 ,应是电机 反冲 电 压 引起 的 击穿失效 。 端增 释放回 路(如 T1并联回 路 R17、 C14, 证 其有 效 性。19FX0410-1095-2 12 15 Tel:Fax: 020-87237185110 rac :3结论 结论及建议 及建议 及建议样品豆浆机存在以下可靠性问题:1. 样品电源电路板一 侧紧贴 机头下盖, 在工作时由于热传 导 , 此

11、处 建 议更 改 C3、 K1的安装位 置 。2. 样品开关电源电路中存在 振荡现象 , 变压器 TRA1出 芯 片 U3承受 极 限 的 峰值 电压。 经 分析, 此较高 峰值 电压产 生 计有关, 建议适 当 修 改高频变压器设计,以 减 小 峰值 。3. 建议 在电机驱动电路中的整流 桥 两 端增 并 作条件下的试验验 证 可控 硅 和整流 桥释放回 效 FX0410-1095-2 13 15 Tel:Fax: 020-87237185110 rac :附录 1 DS10A2电源电路板原理图 FX0410-1095-2 14 15

12、Tel:Fax: 020-87237185110 rac :附录 2 DS10A3电源电路板原理图FX0410-1095-2 15 15 注 意 事 项1. 报 告 无 测 试 单 位 公 章 无 效 。2. 复 制 报 告 未 重 新 加 盖 测 试 单 位 公 章 效3. 报 告 无 主 检 、 编 制 、 审 查 、 批 无 效 。4. 报 告 涂 改 、 自 行 增 删 无 效5. 只 对 委 托 样 品 的 测 试 果 责 ,样 品 保 存 。6. 如 对 报 告 有 异 议 诉 序 要 求 执 行址 :区 东 莞 庄 路 110号通 讯 处 1501信 箱 05分 箱邮 政 码联