一盏荣朗RLB156 LED防爆投光灯(100W,安装高度15米)报修。现场电工反映:灯具通电后正常点亮,亮度无明显衰减,但每隔3~5分钟会出现一次短暂闪烁—像“眨眼睛”一样,光通量骤降约70%(目测变暗),持续约2秒后自动恢复。闪烁无固定周期,有时2分钟一次,有时6分钟一次,毫无规律。硬件工程师完成故障排除修复,使其正常工作。

RLB156LED防爆投光灯主要技术参数

参数项数值/说明参数项数值/说明
型号RLB156 LED防爆投光灯额定功率100W(可选50W/150W/200W)
额定电压AC220V 50Hz光源类型大功率白光LED(SMT贴片封装)
灯珠配置24串3并(共72颗)驱动输出恒流源,输出DC 65~80V(实测空载85V)
光通量10000~12000 lm色温5500~6000K(可订制)
防爆标志Ex db IIC T6 Gb / Ex tb IIIC T80℃ Db外壳防护IP66
防腐等级WF2进线螺纹G3/4
引入电缆Φ8~Φ12mm外形尺寸280.5×360×164.5mm
使用寿命≥50000小时(L70)

注:该灯具适用于1区、2区爆炸性气体环境及21区、22区可燃性粉尘环境,采用铝合金压铸外壳+静电喷塑,配置国际品牌LED芯片及恒流驱动电源。

故障现象细化

现场观察记录如下:

灯具通电后正常点亮,表面温度正常(手背触摸壳体约55~60℃)。

闪烁特征:不是完全熄灭,而是瞬间光通量降至正常值的30%左右(类似严重欠压),持续时间约2秒,然后平滑恢复至正常亮度。

闪烁间隔不固定:最短1分50秒,最长6分20秒。

同一回路上的其他5盏RLB156LED防爆投光灯均无异常,排除前端供电电压波动、断路器接触不良等问题。关闭灯具冷却30分钟后重新启动,前20分钟工作正常,之后再次出现闪烁。

故障排查全过程

从最常见的“驱动电源”入手

思路:LED灯具频繁闪烁,80%的情况下是驱动电源问题—电解电容老化引起输出纹波过大、PWM调光芯片异常进入保护模式、或过温保护临界触发。

操作步骤:断电上锁,攀爬15米高空平台,打开RLB156LED防爆投光灯接线腔。用FLUKE 17B+万用表测量进线端:AC 228V,±2V稳定。

测量驱动输出端(DC档):

正常稳定时:DC 72.3V(灯珠串设计为24串3并,单颗VF≈3.0V,匹配24×3.0=72V)。

等待闪烁发生:当灯具变暗瞬间,输出电压骤降至18~22V,持续约2秒后跳回72V。

判断:驱动输出异常,怀疑内部恒流控制IC或采样电阻热稳定性差。

措施:更换同型号备用驱动(荣朗原厂配件,型号RL-100-700,输出700mA恒流)。

结果:换上后点亮1小时,闪烁再次出现。故障依旧,排除驱动问题。

教训:不要盲目换驱动。输出跌落不一定是驱动本体坏,也可能是负载侧间歇性短路/断路导致驱动进入打嗝保护。

锁定灯珠板及连接线路

思路:驱动输出跌落,可能是灯珠板内部某串接触不良—当该串断路时,驱动检测到负载开路或电流异常,触发保护性重启;冷却或振动后触点重新接通,灯又恢复正常。

操作步骤:

拆下反光板(304不锈钢材质),露出MCPCB铝基灯珠板。

目测检查:所有72颗灯珠外观完好,无黑点、无烧焦、无脱焊。

逐颗测量VF值:

用万用表二极管档(红笔接阳极,黑笔接阴极)。

测量顺序:按24串,每串3颗并联。实际测单颗灯珠VF值。

结果:全部灯珠VF值在2.85V~3.12V之间,无明显开路或短路。检查灯珠板与驱动之间的防水连接器(IP67级):插拔3次,插针光亮无氧化,接触电阻<0.1Ω。更换整块新灯珠板(库存备件)。

结果:点亮2小时后,闪烁再次出现。故障依旧,排除灯珠板整体损坏。

此时陷入僵局—所有大部件都换了,问题还在。

放大镜下发现“隐形杀手”—虚焊微裂纹

我决定把灯拆回车间检修台,用体视显微镜(10~40倍)做最后检查。在补光条件下,逐颗观察灯珠焊盘与铝基板铜箔之间的焊点。

终于在第17串正极焊盘处发现异常:

肉眼完全看不到裂纹。10倍放大镜下,可见一条弧形微裂纹,环绕焊盘约1/3周长,宽度不足0.05mm。裂纹两侧焊锡颜色略深,有明显氧化痕迹。

原理还原:

该焊盘在生产时回流焊温度不足或锡膏活性不够,导致焊锡与铜箔未完全熔合,形成“冷焊”或“虚焊”。灯具工作时,LED结温约80℃(中心焊点温度可达90~100℃),MCPCB铝基板(热膨胀系数约23 ppm/℃)与铜箔(约17 ppm/℃)及灯珠引脚(约7 ppm/℃)之间存在热膨胀差异。

每次点亮→发热膨胀,熄灭→冷却收缩,循环应力反复作用在虚焊焊盘上。

当焊点受热膨胀到临界点时,微裂纹间隙增大,造成该串断路;驱动检测到电流下降,触发“打嗝”保护(输出关断后快速重启),表现为整灯闪烁。冷却后裂纹缩小,焊点重新接触,灯恢复正常。如此往复,形成无规律闪烁。

修复:

温控电烙铁调至350℃,使用含银0.3%的锡丝。对裂纹焊盘进行补焊,让焊锡充分浸润铜箔与灯珠引脚。用洗板水清洗残留助焊剂。再次在显微镜下确认焊点饱满、无裂纹。

验证:

重新组装灯具,通电后连续运行24小时。闪烁彻底消失,输出DC电压始终稳定在72.1±0.5V。客户现场再挂机一周,未再出现故障。

为什么出厂时未检出?

检测环节能否检出虚焊原因分析
回流焊后AOI(自动光学检测)可能漏检微小裂纹在正常光照下对比度低,常规AOI算法阈值未覆盖
在线ICT(电路测试)不能测试探针压力可使虚焊点临时接触,电测通过
短时老化(4~8小时)不能热循环次数不足,未暴露间歇性断路
成品抽检(震动+高低温)概率检出该批次300盏中仅此1例,故障率约0.33%,属可接受范围

建议厂家:对出口或高危项目,可增加温度循环老化(如-20℃↔+80℃,10个循环),配合在线监测输出电流,能有效筛出此类虚焊缺陷。

给现场维修同行的实用建议

先分负载还是电源:用示波器或万用表监测驱动输出。若输出电压随闪烁而大幅跌落→优先怀疑负载侧(灯珠板、连接器)。若输出电压稳定但灯具变暗→可能是个别灯珠VF异常或反光板遮挡。

换驱动无效后,立刻检查灯珠板焊盘:不要只看外观,必须用10倍以上放大镜逐一检查每个焊盘,尤其是灯珠两端的电极焊点。

学会“热风枪+轻敲”辅助法:用热风枪(100~120℃)均匀加热灯珠板背面,同时用绝缘棒轻敲板子边缘。若闪烁频率明显增加或出现连续闪烁,则高度怀疑虚焊。

测量VF值不能完全排除虚焊

因为测量时,表笔探针施加的微压力可能让虚焊点临时接触良好,导致测量结果正常。VF正常≠焊点可靠。

推荐维修工具清单

工具型号/规格用途
体视显微镜10~40倍连续变倍检查微裂纹、冷焊
温控电烙铁90W,350~380℃可调补焊铝基板(导热快,需大热容)
含银锡丝Sn96.5Ag3.0Cu0.5提高焊点抗热疲劳性
洗板水环保型清除助焊剂残留
热风枪2000W,带温度显示辅助加热判断虚焊
万用表真有效值,带二极管档测VF、电压
示波器(可选)100MHz以上捕捉驱动输出瞬态跌落

RLB156“眨眼式”闪烁,看似随机、换驱动无效、换灯珠板也无效,最终根源仅仅是MCPCB铝基板上的一个0.05mm的焊盘裂纹。热胀冷缩循环使虚焊点间歇性通断,驱动反复进入打嗝保护。

一句话经验:疑难闪烁故障,换驱动无效后,优先检查灯珠板焊盘的微裂纹,尤其是大功率LED灯具(单颗功率≥1W)的铝基板焊接处—热膨胀系数差异大,虚焊迟早暴露。荣朗RLB156整体工艺质量不错(防护等级IP66、防爆标志IIC T6、实测光效≥120lm/W),但任何生产线都有概率出现微小焊接缺陷。