儀商導(dǎo)讀：電路系統(tǒng)中，電源的重要性可以稱得上是“心臟”了。因此，在選擇電源模塊時，除了要考慮輸入電壓范圍、額定功率、隔離耐壓、效率、紋波&噪聲等性能特性外，還需針對其高低溫性能和降額設(shè)計進行可靠性測試。

電源可以說是電路系統(tǒng)的“心臟”，為各級電路提供“血液”，其重要性是顯而易見的。那么如何有效的選擇一款高性能高可靠性的電源模塊呢？我們首先會關(guān)注電源模塊的輸入電壓范圍、額定功率、隔離耐壓、效率、紋波&噪聲等輸入輸出特性，判斷是否滿足自己的使用要求，甚至參照數(shù)據(jù)手冊一一對照測試各項指標(biāo)，判斷是否和宣稱的一致。但對于電源模塊的可靠性來說，做完這些還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還有兩個方面是需要深挖測試的，那就是高低溫性能和降額設(shè)計。

1、高低溫性能

一般在不同的使用領(lǐng)域，對電源模塊的工作溫度范圍要求各異：

高低溫測試是用來確定產(chǎn)品在低溫、高溫兩個極端氣候環(huán)境條件下的適應(yīng)性和一致性，檢查設(shè)計余量是否足夠。因為元器件的特性在低溫、高溫的條件下會發(fā)生一定的變化，性能參數(shù)具有溫度漂移特性。所以往往很多電源模塊在常溫測試通過，一旦拿到高低溫環(huán)境測試就發(fā)現(xiàn)工作不正?；蛘咝阅軈?shù)明顯下降。同時通過長時間高溫老化可以使元器件的缺陷、焊接和裝配等生產(chǎn)過程中存在的隱患提前暴露出來。

電源模塊常見的低溫和高溫不良的現(xiàn)象有：

(1)工作振蕩，輸出電壓紋波和噪聲變大，頻率發(fā)生改變，嚴(yán)重的甚至輸出電壓跳變，模塊嘯叫。

(2)啟動不良，如啟動時輸出電壓升上波形有明顯掉溝，輸出電壓不穩(wěn)定，甚至模塊完全啟動失效。

(3)帶容性負(fù)載能力減弱，無法帶最大容性負(fù)載啟動。

(4)啟動時輸出電壓過沖幅度變大，超出規(guī)定范圍。

(5)重載或滿載工作時輸出電壓明顯降低。

(6)高溫老化損壞，模塊沒有輸出。

所以，可靠性高的電源模塊必須保證在高低溫等極端條件下工作正常，滿足性能參數(shù)要求。

2、降額設(shè)計

降額設(shè)計是將元器件進行降額使用，就是使電子元器件的工作應(yīng)力適當(dāng)?shù)陀谄湟?guī)定的額定值，降額使用的器件可延緩和減小其退化，提高了器件的可靠性，從而也提高了模塊的可靠性。電子元器件的故障率對電壓應(yīng)力、電流應(yīng)力和溫度應(yīng)力比較敏感，所以降額設(shè)計主要也是針對這三個方面。電子元器件的降額等級可以參考《國家軍用標(biāo)準(zhǔn)——元器件降額準(zhǔn)則GJB/Z35-93》，一般可分成三個降額等級：

(1)Ⅰ級降額：I 級降額是最大的降額，適用于設(shè)備故障將會危及安全，導(dǎo)致任務(wù)失敗和造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失的情況。

(2)Ⅱ級降額：工作應(yīng)力減小對元器件可靠性增長有明顯效益，適用于設(shè)備故障會使工作任務(wù)降級，或需支付不合理的維修費用。

(3)Ⅲ級降額：Ⅲ級降額是最小的降額，相對來說元器件成本也較低。適用于設(shè)備故障對工作任務(wù)的完成只有小的影響，或可迅速、經(jīng)濟地加以修復(fù)。

下表所示是電源模塊常用的一些關(guān)鍵元器件的降額參數(shù)要求：

對于電源模塊的應(yīng)力設(shè)計，重點關(guān)注場效應(yīng)管(MOS管)、二極管、變壓器、功率電感、電解電容、限流電阻等。保證全電壓范圍內(nèi)在穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、短路等各種極限條件下都能有足夠的降額，以保障產(chǎn)品的可靠性。例如對于某Vds最高電壓為100V的MOS管，作為電源模塊的主功率開關(guān)管，實測其在最高輸入電壓下的各種狀態(tài)(如圖1～3所示)，最高Vds=67.2V，降額因子0.672，滿足Ⅰ級降額，余量很充足。