摘要:笔者介绍了在华佳电器主持荧光灯用电子镇流器产品可靠性工程的经验和体会。结合实际工作简要阐述可靠性设计、元器件选用、SPC、可靠性验证试验等可靠性工程的主要内容。要害词:电子镇流器可靠性可靠性设计元器件选用记得三年前我到广州参加一个节能电感镇流器推广工作的研讨会,当时专家们普遍认为节能电感镇流器比电子镇流器有发展前景,原因是电子镇流器尽管有很多优点,比如功率因数高,重量轻,损耗小,节能效果明显,但是可靠性远不如电感镇流器。电感镇流器可达五年,可靠性高,故障少,而当时市场上的电子镇流器寿命才半年至一年,故障多。但就在那段时间,我们华佳电器也决定从事电子镇流器的开发和生产,因为电子取代电感是国内外大势所趋。如何解决电子镇流器的可靠性方法。简化设计一般使用的方法有:1)多采用标准化、系列化的元器件,少采用非凡的或未经定型和考验的元器件。2)在保证实现规定功能指标的前提下,多采用集成电路,少采用分立元器件,集成度的提高可以减少元器件之间的连线、结点以及封装的数目,而这些连接点的可靠性经常是造成电路失效的主要原因。据资料介绍,1974年我国发射卫星的运载火箭因为一根直径为0.25MM的导线断裂,导致整个系统被引爆自毁,因此不要小看一个小小的元器件失效,哪怕是一根导线的断裂,它们会使成千万甚至上亿元的投资毁于一旦,“千里之堤,溃于蚁穴”。印刷电路板的布线设计,主要考虑以下三点:1)电磁兼容性(EMC)设计,电磁兼容性是指电子系统及其元部件在各种电磁环境中仍能够协调、有效进行工作的能力。EMC设计的目的是既能抑制各种外来的干扰,使电路在规定的电磁环境中能正常工作,同时又能减少其本身对其他设备的电磁干扰。由于瞬变电流在印制线条上所产生的冲击干扰主要由印刷导线的电感部分造成的,因此,应尽量减少印刷导线的电感量。印刷导线的电感量与其长度成正比,并随其宽度的增加而下降,故短而粗的导线对于抑制干扰是有利的。对于一般电路,印刷宽度选在1.5MM左右,即可完全满足要求;对于集成电路,可选为0.2MM~1.0MM。为了抑制导线之间的串扰,在设计布线时应尽量避免长距离的平行走线,尽可能拉开线与线之间的距离,信号线与地线及电源线尽可能不交叉。在使用一般电路时,印制导线的间隔和长度设计可以参考表2,在一些对干扰十分敏感的信号线之间可以设置一根接地的印制线,也可有效地抑制串扰。另外,为了避免高频信号通过抑制导线产生的电磁辐射,在印制电路板布线时,应尽量减少印制导线的不连续性,例如导线宽度不要突变,导线的拐角大于90度,避免环状走线等。2)接地设计只要布局许可,印制板最好做成大平面接地方式,即印制板的一面全部用铜箔做成接地平面,则另一面作为信号布线。3)热设计电子镇流器的外壳内印制板的散热主要依靠空气流动,所以在设计时要研究空气流动路径,也可以考虑灌注绝缘散热胶比如黑胶达到传热目的。另外温度敏感器件最好安置在温度最低的区域,千万不要将它放在发热元件的正上方,发热元件不能集中在一个地方,这样不利于散热。温度每升高10℃,寿命将减少一半。三.电子元器件的选用电子元器件在目前市场上电解电容有105℃1000小时至8000小时不等。假如错误选择105℃1000小时的电容,则镇流器其它参数设计得再好也没用,它的寿命也只有半年到一年。因此,电解电容应选择漏电流和损耗角小,长寿命的电容,一般选8000小时/105℃,这样镇流器才不会因为电容的早早失效而失效。四.生产过程的控制有句熟话:“产品的品质是设计和制造出来的,而不是检验出来的。”因此为了更有效的控制产品的主要失效模式,必须根据生产过程中各道工序对产品质量与可靠性的影响程度,设定要害工序的质量和可靠性控制点,对其重点控制。我们华佳公司按电子镇流器的工艺流程,运用SPC统计过程控制方法,对制造过程的要害点进行动态统计和分析,及时发现过程工艺是否出现了异常或偏离了正常变化范围,确保生产的一致性和稳定性。五.对整机进行可靠性验证试验首先按照产品的特点,建立一套完整的可靠性控制程序,然后在新产品试生产阶段,进行可靠性验证试验,及时调整不符合或影响产品可靠性的元器件,确保新产品达到程序要求的可靠性指标。我们华佳公司程序要求取样品100只,在40-50℃的温度应力及±10额定电压的电应力下,按照定时截尾试验6号方案进行试验,试验满足MTBF>30000小时即为试生产合格。在以后的批量生产中还会视实际情况做可靠性增长试验。我们华佳公司按照上面一些经验和要求,对电子镇流器产品进行可靠性治理,取得了比较好的效果,使用寿命4-5年,几乎与电感镇流器相齐平。最后,我也真诚的希望我们电子镇流器同行都对自己的产品进行可靠性治理,共同打造好这个庞大的市场。
来源:阎石云