开关电源作为新型高效电源在家电控制系统承担核心作用，一旦发生故障，将导致空调功能失效，严重时可能导致主板爆板，空调整机烧毁，造成严重的安全事故。因此研究开关电源电路整体设计及工作可靠性 ，提高消费者对品牌的满意度具有十分重要的意义。

商用变频空调控制系统用控制器在实际应用一段时间后出现主板失效问题，经过大量数据统计分析及实际主板失效分析确定是开关电源电路中的开关芯片失效导致，经过统计空调实际应用维修数据，因开关芯片过电失效导致售后投诉单数达近百单，占整个控制器售后故障率2.9%,控制器售后大比例失效严重影响空调整体产品质量及用户实际体验效果。问题急需进行分析研究解决。

电源芯片应用主板处有32款，统计应用失效数据显示售后POWER开关电源芯片失效主要集中两款主板，主板30226000004 、30226000045，30226000004失效集中在弱电侧3脚，强电侧没有出现明显失效，MOS管耐压测试正常，器件本体没有可见的过电损伤现象，主板30226000045失效3单表面均可以看到芯片表面有明显的过电烧毁现象，同步烧毁还有R C电路对应的玻璃釉膜电阻及贴片电阻。分析是漏极过电冲击失效。

售后复核出现大量的开关电源不工作，经过分析检测是开关电源芯片失效，选取售后退回11单失效主板进行芯片失效检测分析，通过对器件失效点进行检测分析汇总发现芯片失效集中3脚短路失效突出。主板30226000004等静音风管机主板开关芯片集中在3脚短路失效突出(检测数据如下表1)，而30226000045等22匹多联机主板失效多表现为本体有明显过电击穿点，检测对应漏极受损或是短路。失效模式有所不同。

开关电源设计考虑是整个系统设计，非单个器件。出现开关电源芯片失效是否是电路设计存在问题，是否是出现磁饱和。开关电源磁饱和与电路中相关器件配合等有直接关系，开关电源芯片、高频变压器、输入电源、应用环境等都是影响开关电源可靠性关键问题。开关芯片失效是否与磁饱和有关，一般磁饱和会导致芯片漏极产生瞬间过压冲击从而击穿芯片，主要表现为芯片表面烧毁及炸裂，本次出现的失效模式与此有所不同，针对产生疑问进行分析验证。

30226000004主板过载测试漏极瞬间开通电流峰值，通电50次测试最大电流峰值1.8 A。稳定后平均电流值约900mA，通电50次测试平均电流值在800-1.2 A。测试波形如下图2。

经过对失效主板进行整机分析验证及过载波形分析测试确定电源芯片失效非磁饱和问题导致。实际开关电源漏极耐压设计余量充足。整体测试开通瞬间漏极峰值电流小于设计值60%。

POWER电源芯片应用主板总32款，弱电侧失效集中在商用静音风管多联机主板，经过对芯片弱电脚进行ESD测试确定芯片ESD极限水平均超过10kV ，综合评估非芯片ESD等级低，开关电源设计针对次级输出静电或是过电设计有专用的放电通道，并对电路设计做规范要求。是否是电路设计走线问题，针对问题展开分析验证。

经过对芯片进行开解析，芯片晶圆表面实际没有明显过电烧毁点，部分有微小的失效点，类似ESD瞬间冲击失效，企标要求主板整机静电放电承受水平达到1kV，是否是主板PCB走线设计存在问题产生瞬间放电导致，安排对主板进行整机静电测试模拟验证，在测试模拟过程中，当施加电压达到12kV，15kV主板某位置出现瞬间闪光放电现象(放电图片如图3)，出现概率很低，查看闪光点在开关电源反馈电路位置。通过主板整机静电方案实验验证初步分析该板存在layout设计问题。

主板进行ESD测线出现瞬间放电现象，测试结果不符合主板整机ESD设计要求标准，针对开关电源整体ESD设计有专门放电通道，一般家电类开关电源次级输出放电通道主要是有两种路径，初次级直接通过放电齿设计也可以是Y电容进行跨接初次级进行放电，高频变压器初次级耦合路径放电，一般家用电器使用开关电源对于整机静电放电设计主要从两个方面。

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