131 1300 0010
開關(guān)電源
當(dāng)前位置: 首頁>> 電源技術(shù)>>開關(guān)電源>>
  • 導(dǎo)航欄目
  • 逆變電源
  • 開關(guān)電源
  • 電機(jī)伺服
  • 其他電源
  • 如何解決開關(guān)電源應(yīng)用中的常見問題
    如何解決開關(guān)電源應(yīng)用中的常見問題
  • 如何解決開關(guān)電源應(yīng)用中的常見問題
  •   發(fā)布日期: 2018-09-29  瀏覽次數(shù): 1,233

    小功率電源被廣泛地應(yīng)用于電子電氣行業(yè),在應(yīng)用的過程中也時常出現(xiàn)一些電源故障,如啟機(jī)不良、輸出電壓偏低、模塊過熱等問題,針對這些電源供電故障現(xiàn)象,如何定位背后的問題?本文將一一為您揭曉。



    目前,市場上電源模塊種類繁多,不同電源產(chǎn)品的輸入電壓、輸出功率、功能及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等都各不相同,其特點(diǎn)都是為微控制器、集成電路、數(shù)字信號處理器、模擬電路、及其他數(shù)字或模擬等負(fù)載供電。電源模塊的可靠性比較高,但也可能會發(fā)生故障,下面以致遠(yuǎn)電子的DC-DC電源為例分析幾種常見的電源故障。



     

     

    一、 輸出電壓偏低

    電源輸出電壓過低,會讓后級電路無法正常工作,如在微控制器系統(tǒng)中,負(fù)載突然增大,會拉低微控制器的供電電壓,而造成微控制器復(fù)位,這會對整個系統(tǒng)級的電路帶來毀滅性的打擊,會造成一子落錯全盤毀的連鎖式反應(yīng)。輸出電壓過低通常是由那些原因造成的呢?




     輸出級并聯(lián)多個負(fù)載,在正常工作后,有負(fù)載需要較大的瞬態(tài)電流,造成電壓被瞬間拉低,從而影響其它并聯(lián)的負(fù)載;

     輸出線路過長或過細(xì),造成線損過大,從而在線路間產(chǎn)生了不小的壓降,最終導(dǎo)致電源模塊的輸出電壓到真正的負(fù)載兩端時,電壓偏低;

     防反接二極管的壓降過大,一般二極管的正向壓降在0.2~0.6V之間,如果電源模塊輸出的是5V電壓,那么高導(dǎo)通壓降的二極管所產(chǎn)生的電壓降就會使后級電路的電壓偏低,從而不能正常工作;

     模塊外圍電路中的輸入濾波電感過大,導(dǎo)致內(nèi)阻變大,電流扼制作用增強(qiáng),當(dāng)后級負(fù)載突然變重時,電流供應(yīng)不上而導(dǎo)致負(fù)載兩端的電壓偏低。


     

     

    解決方法:

    1) 在輸出端并一個大電容或換用更大功率輸入電源;

    2) 調(diào)整布線,增大導(dǎo)線截面積或縮短導(dǎo)線長度,減小內(nèi)阻,如果其電源模塊有Trim功能調(diào)節(jié),可以調(diào)高輸出電壓來抵消線損產(chǎn)生的壓降;

    3) 換用導(dǎo)通壓降小的二極管;

    4) 減小濾波電感值且降低電感的內(nèi)阻。



    二、 輸入電壓偏高

    由于某些電源模塊內(nèi)部的電子元器件的電壓余量設(shè)計不夠,在輸入電壓過高時,造成模塊損壞,甚至燒毀,這是就需要我們在外圍做一些保護(hù),哪些常見原因易造成輸入電壓偏高呢?




     在電源模塊輸入端進(jìn)行熱插拔上電,此時其電壓尖峰及浪涌電流都較高,抗壓差的模塊會被瞬間擊穿損壞;

     輸出端負(fù)載過輕,輕于10%的額定負(fù)載,對一些非線性穩(wěn)壓的電源產(chǎn)品來說,模塊不一定會損壞,但會影響后級的一些性能,如效率偏低,模塊偏熱等;

     前級供電電源的電壓沖擊導(dǎo)致輸入電壓偏高或產(chǎn)生干擾電壓,電磁兼容也較容易造成輸入電壓高,如雷擊浪涌、群脈沖



    解決方法:

    1) 確保輸出端不小于少10%的額定負(fù)載,若實(shí)際電路工作中常有空載現(xiàn)象,就在輸出端并接一個額定功率10%的假負(fù)載;

    2) 更換一個合理且穩(wěn)定范圍的輸入電壓源,存在干擾電壓時要考慮在輸入端并上TVS管或穩(wěn)壓管,也可加EMC的外圍電路。



    三、 模塊發(fā)熱嚴(yán)重

    電源模塊在電壓轉(zhuǎn)換過程中有能量損耗,產(chǎn)生熱能導(dǎo)致模塊發(fā)熱,降低電源的轉(zhuǎn)換效率,影響電源模塊正常工作,但什么情況下會造成電源模塊發(fā)熱較嚴(yán)重呢?




     使用的是線性電源模塊,由于線性電源內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)使得其功率導(dǎo)通壓降大,在相同的輸出功率下,線性電源模塊內(nèi)部產(chǎn)生的損耗更大;

     負(fù)載過流,超出數(shù)據(jù)手冊應(yīng)用范圍使得內(nèi)部關(guān)鍵器件溫度飆升;

     環(huán)境溫度過高或散熱不良。

     其他大發(fā)熱源熱傳遞



    熱成像儀觀測發(fā)熱電源模塊E7805OS-500在標(biāo)稱電壓下的溫度分布,如圖2所示:



     

     

    解決方法:

    1) 使用線性電源時要加散熱片,或選擇效率高的開關(guān)電源;

    2) 換輸出功率更大的模塊,確保有70%~80%的負(fù)載降額;

    3) 降低環(huán)境溫度,保持散熱良好。



    四、 輸出噪聲較大

    噪聲是衡量電源模塊優(yōu)劣的一大關(guān)鍵指標(biāo),在應(yīng)用電路中,模塊周邊元器件的設(shè)計布局等也會影響輸出噪聲,哪些因素對輸出噪聲有較大影響呢?




     電源模塊與主電路噪聲敏感元件距離過近;

     主電路噪聲敏感元件的電源輸入端處未接去耦電容;

     多路系統(tǒng)中各單路輸出的電源模塊之間產(chǎn)生差頻干擾;

     地線處理不合理;

     電源模塊輸入端的噪聲過大,未處理,直接耦合到電源模塊輸出端;



    ZDS2024示波器測試對比模塊受到干擾與未被干擾的電源模塊輸出紋波噪聲,對比下圖如圖3所示:



     
    未受外界干擾的紋波噪聲,Vz=104mV


     
    未受外界干擾的紋波噪聲,Vz=734mV



    解決方法:

    1) 將電源模塊盡可能遠(yuǎn)離主電路噪聲敏感元件或模塊與主電路噪聲敏感元件進(jìn)行隔離;

    2) 主電路噪聲敏感元件(如:A/D、D/A或MCU等)的電源輸入端處接0.1μF去耦電容;

    3) 使用一個多路輸出的電源模塊代替多個單路輸出模塊消除差頻干擾;

    4) 采用遠(yuǎn)端一點(diǎn)接地、減小地線環(huán)路面積。



    五、 電源模塊啟動困難

    在電源的應(yīng)用電路中,經(jīng)常會出現(xiàn)電源模塊輸出端電壓不正常,輸出端就是沒有任何輸出,電源模塊也無損壞,是什么原因呢?或許是電源模塊本身就無法啟動?




     外接電容過大(即容性負(fù)載過大),需要充電的時間變長,有些電源模塊在規(guī)定時間內(nèi)不能建立好輸出電壓,就會進(jìn)入過流保護(hù),從而模塊無輸出;

     電子負(fù)載在CC模式下也會造成部分啟動能力弱的電源模塊啟機(jī)不良,由于在CC模式下啟機(jī)的時候,其模擬的負(fù)載趨近于零,且反應(yīng)調(diào)節(jié)時間相對較長,絕大多數(shù)的電源模塊應(yīng)用的環(huán)境屬于純電阻模式;

     負(fù)載需要的電流過大,而電源模塊單位輸出的最大平均電流不夠?qū)е履K無法啟動;

     輸入線路過長,使得線路之間產(chǎn)生的壓降過大,而導(dǎo)致輸入電壓低于模塊輸入電壓的下限要求;



    解決方法:

    1) 外接電容過大,在電源模塊啟動時向其充電時間較長,難以啟動,需要選擇合適的容性負(fù)載;

    2) 模塊測試盡量選擇更接近純阻模式負(fù)載測試;

    3) 選擇功率合適的電源模塊;

    4) 先測試電源模塊輸入端引腳電壓是否低于數(shù)據(jù)手冊要求的最低電壓,再根據(jù)實(shí)際情況提高電源輸入端的電壓。



    六、 耐壓不良

    一般隔離電源模塊的耐壓值可高達(dá)幾千伏,但在應(yīng)用電路中,哪些因素會導(dǎo)致其耐壓能力降低?




     選用的模塊隔離電壓值不夠,往往是應(yīng)用工程師評估的耐壓值比在實(shí)際應(yīng)用環(huán)境下的耐壓值低造成的;

     維修中多次使用回流焊、熱風(fēng)槍;

     外圍電路布線與器件放置時未按安規(guī)相關(guān)的爬電距離來要求,也會造成耐壓不良。



    用耐壓儀測試電源模塊隔離電壓的方法如圖5所示:



     

     

    解決辦法:

    1) 根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境的實(shí)際評估值來選取耐壓值合適電源模塊,最好能預(yù)留500V以上的余量;

    2) 焊接電源模塊時要選取合適的溫度,避免反復(fù)焊接,損壞電源模塊;

    3) 嚴(yán)格按照安規(guī)規(guī)定的要求布置輸入與輸出之間的線路后器件。



    七、 總結(jié)

    電源模塊故障問題種類繁多,小編針對以上幾種常見的應(yīng)用型故障問題,淺淺而談,以作拋磚引玉。



    致遠(yuǎn)電子擁有近二十年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn),可以提供多種負(fù)壓產(chǎn)生方案的選擇。隔離1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多個系列,封裝形式多樣,兼容國際標(biāo)準(zhǔn)的SIP、DIP等封裝。同時致遠(yuǎn)電子為保證電源產(chǎn)品性能建設(shè)了行業(yè)內(nèi)一流的測試實(shí)驗(yàn)室,配備最先進(jìn)、齊全的測試設(shè)備,全系列隔離DC-DC電源通過完整的EMC測試,靜電抗擾度高達(dá)4KV、浪涌抗擾度高達(dá)2KV,可應(yīng)用于絕大部分復(fù)雜惡劣的工業(yè)現(xiàn)場,為用戶提供穩(wěn)定、可靠的電源隔離解決方案。



     
     


  • ·上一篇:
    ·下一篇:
  • 其他關(guān)聯(lián)資訊
    深圳市日月辰科技有限公司
    地址:深圳市寶安區(qū)松崗鎮(zhèn)潭頭第二工業(yè)城A區(qū)27棟3樓
    電話:0755-2955 6626
    傳真:0755-2978 1585
    手機(jī):131 1300 0010
    郵箱:hu@szryc.com

    深圳市日月辰科技有限公司 版權(quán)所有:Copyright?2010-2023 elibeatofitness.com 電話:13113000010 粵ICP備2021111333號