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電子鎮流器和變壓器設計

   2010年05月19日 09:05  
  一些照明企業的老總們常對電子鎮流器、電子變壓器節能燈等產品的壽命和保用期等問題深感頭痛。產品上市后返修率很高,經銷商信譽損失不說,光是退回來的產品,維修費用就難以承受,處理則更是難題。其實做好電子鎮流器并不難,僅在此提出幾點建議,供大家參考。

  可靠性設計從元器件開始

  由于電子鎮流器和電子變壓器所用的元器件都是供應商提供的質量標準,而且只有一些主要指標,所以對節能燈電子鎮流器和電子變壓器來說,只能依從其標稱參數而設計電路。而靠硬性多元結合設計出的鎮流器和變壓器難度很大,可靠性也難以保證。有些企業干脆找一些做得較好的產品抄板,你用誰的電容我也用,你用什么晶體管我也跟著走,結果做出的產品還是不可靠。這里要指出的是盡管你買的元件和抄來產品上的元件是同一個型號,甚至是同一個廠出品,但有一些具體指標卻相差甚遠,你卻未必都能發現。如:磁性材料溫度特性,頻率特性,初始磁導率,有效磁導率等參數,雖然型號一樣,材質一樣,同一批次的離散性和不同批次的相差很遠,不能拿來就用。我認為要做好電子鎮流器和電子變壓器,就必須在元件廠商那里下一番功夫,提出一些符合自己的產品設計所必須的重要參數標準,取得供應商的配合。實際上由于長時間的摸索,好多企業已經這樣做了,為設計做出價廉物美的電子鎮流器和電子變壓器拓寬了思路。

  可靠性與元器件選型

  做好電子鎮流器,除了在電路設計上下功夫外,所用的元器件選型也是非常重要的一環,由于照明電子電路的特點工作條件對元器件來說是比較惡劣的。哪里電壓高,哪里電流大,哪些元器件高溫等等,都要綜合考慮到位;排版設計時必須足夠重視。以電阻為例:電路中電阻用量較多,一般常用有1/4W和1/2W等等。選型時還要考慮其品質有炭膜、金屬膜和金屬氧化膜等,它們在電路中體積相同,但穩定性和可靠性相差較大,其成本也有較大差異。炭膜電阻,但阻值受高溫影響較大,對高低溫耐受性較好,可用于對阻值精度要求不高的地方,如節能燈的觸發充電電阻,實屬價廉物美。對于電容的選型難度就大得多,常用電容大致分為箔式電容、金屬化電容以及復合膜電容。在選用時,不但要考慮體積、跨距,更重要的是其功能特性、適用范圍等。如箔式電容CBB13能承受較大的充放電電流,但體積較大,成本較高。金屬化電容體積較小,高頻特性較好。如CL21用于電子變壓器作輸出電容,效果較好,價格較低,所以在設計電路時一定要對元器件特性充分了解,合理使用,在滿足可靠性的前提下再考慮配套成本。

  元器件的可靠性驗證

  正確地選用元器件型號、功能特點為整機的優化設計定型生產打好了基礎。但是,由于供應商對產品的*只是一張合格證,并不能說明該廠供的元器件可以直接使用或放心使用,必須對供應商的供貨能力、服務和不同批次的產品各項指標變化情況進行綜合考慮,把一些關鍵參數標準簽入供貨協議,以保證對供貨指標的追溯。

  另外,工程部或技術部門對供應商提供的樣品器件做一些相關檢測驗證,并做好報告書,回饋供應商,如雙方均無異議才能通知供應商送小批量試用,一般幾百到幾千只之間。這樣可避免出現意外情況而導致返工浪費造成損失。對元器件的驗證辦法很多,行家們各有各的辦法,如:高溫處理法、高壓打擊法、電流沖擊法,震動疲勞法等。

  所謂高溫處理法是將元器件放入高溫箱或燒杯中,杯中用硅油加溫,在不同的溫度下,觀察元器件的性能參數變化規律,用坐標描述下來以備參考。

  高壓打擊法就是對元器件施加一瞬間高壓,多次打擊,電壓值視元器件而定,不同的元器件需要的電壓也不同,由實驗時視情況而定,作好記錄備查,看其抗壓強度。

  電流沖擊法,就是對元器件施加一定的過載電流,觀察其變化情況、溫升曲線、耐受程度等,作為對該元器件可靠性的初步判定。

  如電阻的實驗,具體方法是電阻為高阻值的可用上千伏高壓讓其承受瞬間過載,用多高電壓視其阻值和標稱功率而定,低阻值可用串聯法串接10只,用直流電源供給過載電流,作破壞性過載,如有一只提前損壞,說明此電阻膜質不好或生產工藝差,不可靠,不能選用。反之,如被試電阻幾乎都在燒焦發黑時還能工作、等冷卻后再測其阻值與標稱值變化對比,變化越小越好,說明該電阻品質佳,可靠性好。

  振動疲勞法:就是對元器件的機械強度、內部應力、接橋點等作物理性驗證。通過這些驗證,可以發現廠家在材質的選用、工藝處理、流程管理等方面的把握與控制能力,對品質的重視程度。為企業的整機生產裝配和產品在運輸和安裝時難以避免的碰撞、振動等提供了技術保障。

  整機的可靠性檢測與出廠前的老化

  由于受多種因素的影響,如檢測儀器的誤差及穩定性、工藝流程中人為因素等,都會對整機生產中形成一些不良品或次品,有一些是能夠通過儀器檢測出來的,也有一部分隱形缺陷和元器件參數的離散造成的累集效應,使一部分產品性能參數超出設計范圍。因此,只能對產品進行加嚴老化。具體方法是將電子變壓器或鎮流器加上270V以上電壓使其工作,并把工作環境溫度調整到70°C以上老化一小時,不同的產品老化條件不等,看需要而定。一般*一定要2小時以上,沒出現問題時可適當減少老化時間,在冷機開機時,一定要在270V電壓下先開關沖擊10-20次,因冷態啟動電流較大,容易沖壞一些有問題的產品,老化結束時也同樣要開關沖擊10-20次。因此時產品已工作在較惡劣的狀態下沖擊也是對產品設計時過載余量的驗證??傊匣臈l件一定要使產品通過zui嚴格,zui惡劣的考驗,才能在投入市場后有效地減少返修率。

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