01、前言
本期分享的是一款LED驅動電源功率失控異常分析現象分析及解決辦法。
02、問題現象描述
對于開關電源來說,LED驅動電源屬于比較小眾開關電源,我們常見的充電器適配器大多數情況下是恒壓源,LED驅動電源屬于恒流源,我們通常與客戶溝通的是輸入功率,而且一般用功率計觀察輸入功率。
我們測試完成后換個電源準備裝燈做可靠性試驗,原先的電源由于測試電解電容的紋波電流,所有的電解電容引腳加了飛線,不想再還原回去了。剛好有個新的電源,我們替換了一下,接上燈頭進行觀察功率準備做可靠性試驗。
通常可靠性測試是最高檔最高色溫測試,最高檔意味著最大功率進行實驗,發熱更多,溫升測試亦是如此,最高色溫測試是由于色溫越高,對塑料的老化程度更快。
我們撥到高檔功率,上電觀察功率是否正確,沒想到的是本該顯示58W但是只顯示中檔功率45W,我們撥檔功率開關,發現并不能實現調功率,然后又調調色溫開關,發現色溫開關可以實現色溫變化,當我們撥到2700K暖色溫時候,發現功率突然達到58W了,撥到5000K色溫,發現功率又變回來了,電源出問題了,功率開關還是色溫開關失控了?
03、問題原因分析
3.1 目測分析
遇到LED開關電源有問題了,分兩部分進行分析,電源+負載(燈頭),所以出現問題要么電源有問題,要么燈頭有問題。
我們把之前的電源連接到燈頭上,發現功率正常,色溫正常,說明燈頭沒問題對吧。
我們繼續分析功率失控的電源,首先對比好電源和壞電源差異,通過目測發現π型濾波的薄膜電容沒有焊接,一顆50V 100nF的MLCC斷裂失效,但是這是問題所在嗎?并不是,π型濾波電容是用于EMI測試的,少了也不影響,MLCC大概率是IC引腳濾波的,也不會影響功率,但是為了保證可靠性測試樣品完整性,還是換上去了。
3.2 原理圖分析
隨后我們繼續分析,打開原理圖看到調功率采用的是電阻調功率的方式,原理是控制小板上帶有功率開關,以及調功率的電阻,通過撥碼實現CS電阻并聯功率電阻,不同的電阻對應不同的功率。
我們是低檔懸空,不接入功率電阻,只有CS電阻,中檔和高檔開關分別撥到對應檔位后調功率電阻就和CS電阻進行并聯,當功率電阻R1遠大于CS電阻R2時,分母R1+R2≈R1,因此
所以可見兩個電阻并聯,總并聯后阻值近似等于小電阻CS電阻阻值。
這樣就實現了撥檔開關接入不同電阻實現功率變化。
原理圖框圖如下。
功率由功率開關控制,猜測是否是功率開關的電阻連錫,導致功率異常,之前有一次是由于開關連錫導致色溫不變化,于是這次先排查開關是否連錫,對比一下好的電源,有一部分連錫了,但是用萬用表蜂鳴檔測試一下好的電源,發現本來就是連一塊的,那沒問題啊,電阻也沒有燒壞,說明功率異常跟功率電阻沒有關系。色溫開關對應的電阻也是很正常,與好電源一樣,沒有問題。
3.3 回歸異常電源
我發現連接燈頭的連接線兩個是不一樣的,對比了一下連接的位置。
正常情況下,連線方式如下。
LED+:黃線(電源輸出)-紅線LED+(燈頭部分)
LED負極WW(暖色色溫-電源輸出):黑線-黑線
LED負極CW(冷色色溫-電源輸出):白線-白線
應急線EM+灰色-灰線(燈頭部分)
從原理圖和實物來看,CW有CW1和CW2,所以PCB也有兩個焊盤對應CW1和CW2,實物上,對應CW的線結果接到了EM上面,所以看到冷色色溫對應的功率不會變化,暖色色溫檔位功率是對的。大概率是由于PCB絲印摻和在一塊,焊線的人沒有看清,沒看清對應的孔就焊接上去了,導致功率異常。
04、問題解決方案
拆除EM+上的線焊接到CW1上,重新上電,功率恢復正常。
05、總結
焊接的時候注意焊線要對應的孔,PCB絲印布局要放的明顯一點,這樣防呆設計可以讓焊接的人很輕松焊接好對應顏色的線,可以減小很多工作量。