要怎么样处理开关电源使用中的常见问题

小功率电源被广泛地使用于电子电气行业，在使用的过程中也时常出现一些电源故障，如启机不良、输出电压偏低、模块过热等问题，针对这些电源供电故障现象，要怎么样定位背后的问题?本文将一一为您揭晓。

目前，市场上电源模块种类繁多，不同电源产品的输入电压、输出功率、功能及拓扑结构等都各不相同，其特点都是为微控制器、集成电路、数字信号解决器、模拟电路、及其他数字或模拟等负载供电。电源模块的可靠性比较高，但也可能会发生故障，下面以致远电子的DC-DC电源为例分解几种常见的电源故障。

一、输出电压偏低

电源输出电压过低，会让后级电路无法正常工作，如在微控制器系统中，负载猛然增大，会拉低微控制器的供电电压，而造成微控制器复位，这会对整个系统级的电路带来毁灭性的打击，会造成一子落错全盘毁的连锁式反应。输出电压过低通常是由那些原由造成的呢?

输出级并联多个负载，在正常工作后，有负载要较大的瞬态电流，造成电压被瞬间拉低，从而影响其它并联的负载;

输出线路过长或过细，造成线损过大，从而在线路间出现了不小的压降，最终导致电源模块的输出电压到真正的负载两端时，电压偏低;

防反接二极管的压降过大，一般二极管的正向压降在0.2~0.6V之间，倘若电源模块输出的是5V电压，那么高导通压降的二极管所出现的电压降就会使后级电路的电压偏低，从而不能正常工作;

模块外围电路中的输入滤波电感过大，导致内阻变大，电流扼制用途加强，当后级负载猛然变重时，电流供应不上而导致负载两端的电压偏低。

处理办法：

1)在输出端并一个大电容或换用更大功率输入电源;

2)调整布线，增大导线截面积或缩短导线长度，减小内阻，倘若其电源模块有Trim功能调节，可以调高输出电压来抵消线损出现的压降;

3)换用导通压降小的二极管;

4)减小滤波电感值且降低电感的内阻。

二、输入电压偏高

由于某些电源模块内部的电子元器件的电压余量设计不够，在输入电压过高时，造成模块损坏，甚至烧毁，这是就要我们在外围做一些保护，什么常见原由易造成输入电压偏高呢?

在电源模块输入端进行热插拔上电，此时其电压尖峰及浪涌电流都较高，抗压差的模块会被瞬间击穿损坏;

输出端负载过轻，轻于10%的额定负载，对一些非线性稳压的电源产品来说，模块不一定会损坏，但会影响后级的一些性能，如效率偏低，模块偏热等;

前级供电电源的电压冲击导致输入电压偏高或出现干扰电压，电磁兼容也较容易造成输入电压高，如雷击浪涌、群脉冲

处理办法：

1)确保输出端不小于少10%的额定负载，若实际电路工作中常有空载现象，就在输出端并接一个额定功率10%的假负载;

2)更换一个合理且稳定范围的输入电压源，存在干扰电压时要考虑在输入端并上TVS管或稳压管，也可加EMC的外围电路。

三、模块发热严重

电源模块在电压转换过程中有能量损耗，出现热能导致模块发热，降低电源的转换效率，影响电源模块正常工作，但什么情况下会造成电源模块发热较严重呢?

使用的是线性电源模块，由于线性电源内部的电路结构使得其功率导通压降大，在相同的输出功率下，线性电源模块内部出现的损耗更大;

负载过流，超出数据手册使用范围使得内部关键器件温度飙升;

环境温度过高或散热不良。

其他大发热源热传递

热成像仪观测发热电源模块E7805OS-500在标称电压下的温度分布，如图2所示：

处理办法：

1)使用线性电源时要加散热片,或选择效率高的开关电源;

2)换输出功率更大的模块，确保有70%~80%的负载降额;

3)降低环境温度，保持散热良好。

四、输出噪声较大

噪声是掂量电源模块优劣的一大关键指标，在使用电路中，模块周边元器件的设计布局等也会影响输出噪声，什么因素对输出噪声有较大影响呢?

电源模块与主电路噪声敏感元件距离过近;

主电路噪声敏感元件的电源输入端处未接去耦电容;

多路系统中各单路输出的电源模块之间出现差频干扰;

地线解决不合理;

电源模块输入端的噪声过大，未解决，笔直耦合到电源模块输出端;

ZDS2024示波器探测比较模块受到干扰与未被干扰的电源模块输出纹波噪声，比较下图如图3所示：

未受外界干扰的纹波噪声,Vz=104mV

未受外界干扰的纹波噪声，Vz=734mV

处理办法：

1)将电源模块尽可能远离主电路噪声敏感元件或模块与主电路噪声敏感元件进行隔离;

2)主电路噪声敏感元件(如：A/D、D/A或MCU等)的电源输入端处接0.1μF去耦电容;

3)使用一个多路输出的电源模块代替多个单路输出模块消除差频干扰;

4)采用远端一点接地、减小地线环路面积。

五、电源模块启动困难

在电源的使用电路中，常常会出现电源模块输出端电压不正常，输出端就是没有任何输出，电源模块也无损坏，有哪些原由呢?或许是电源模块本身就无法启动?

外接电容过大(即容性负载过大)，要充电的时间变长，有些电源模块在规按时间内不能建立好输出电压，就会进入过流保护，从而模块无输出;

电子负载在CC模式下也会造成部分启动能力弱的电源模块启机不良，由于在CC模式下启机的时候，其模拟的负载趋近于零，且反应调节时间相对较长，绝大多数的电源模块使用的环境属于纯电阻模式;

负载要的电流过大，而电源模块单位输出的最大均匀电流不够导致模块无法启动;

输入线路过长，使得线路之间出现的压降过大，而导致输入电压低于模块输入电压的下限要求;

处理办法：

1)外接电容过大，在电源模块启动时向其充电时间较长，难以启动，要选择适宜的容性负载;

2)模块探测尽量选择更接近纯阻模式负载探测;

3)选择功率适宜的电源模块;

4)先探测电源模块输入端引脚电压是不是低于数据手册要求的最低电压，再依据实际情况提高电源输入端的电压。

六、耐压不良

一般隔离电源模块的耐压值可高达几千伏，但在使用电路中，什么因素会导致其耐压能力降低?

选用的模块隔离电压值不够，往往是使用工程师评估的耐压值比在实际使用环境下的耐压值低造成的;

维修中多次使用回流焊、热风枪;

外围电路布线与器件放置时未按安规相关的爬电距离来要求，也会造成耐压不良。

用耐压仪探测电源模块隔离电压的办法如图5所示：

处理方法：

1)依据现场环境的实际评估值来选取耐压值适宜电源模块，最好能预留500V以上的余量;

2)焊接电源模块时要选取适宜的温度，戒备反复焊接，损坏电源模块;

3)严格按照安规规定的要求布置输入与输出之间的线路后器件。

七、总结

电源模块故障问题种类繁多，小编针对以上几种常见的使用型故障问题，浅浅而谈，以作抛砖引玉。

致远电子拥有近二十年的研发相关经验，可以供应多种负压出现办法的选择。隔离1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多个系列，封装形式多样，兼容国际标准的SIp、DIp等封装。同时致远电子为保证电源产品性能建设了行业内一流的探测试验室，配备最先进、齐全的探测设备，全系列隔离DC-DC电源通过完整的EMC探测，静电抗扰度高达4KV、浪涌抗扰度高达2KV，可使用于绝大部分复杂恶劣的工业现场，为用户供应稳定、可靠的电源隔离处理办法。

声明： 本站所发布文章部分图片和内容自于互联网，如有侵权请联系删除