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(jì)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