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。