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DC-DC电源模块常见故障及解决方案

电源模块作用都是为微控制器、集成电路、数字信号处理器、模拟电路及其他数字或模拟负载供电。电源模块的虽然可靠性比较高,但在使用过程也可能出现故障,主要的故障原因分为两大类:参数异常和使用异常。下文将

  电源模块效果都是为微控制器、集成电路、数字信号处理器、模仿电路及其他数字或模仿负载供电。电源模块的尽管可靠性比较高,但在运用进程也或许呈现毛病,首要的毛病原因分为两大类:参数反常和运用反常。下文将剖析较为常见的电源模块参数反常毛病问题,供给相应的解决计划,其间的某些毛病,您或许也遇到过。

  一、输入电压过高

  针对电源模输入参数反常——输入电压过高。这中反常轻则导致体系无法正常作业,重则会焚毁电路。那么输入电压过高一般是那些原因形成的呢?

  输出端悬空或无负载;

  输出端负载过轻,轻于10%的额定负载;

  输入电压偏高或搅扰电压。

  针对这一类问题,能够经过调整输出端的负载或调整输入电压规模,详细如下所示:

  l保证输出端不小于少10%的额定负载,若实践电路作业中会有空载现象,就在输出端并接一个额定功率10%的假负载;

  l替换一个合理规模的输入电压,存在搅扰电压时要考虑在输入端并上TVS管或稳压管。

  二、输出电压过低

  针对电源模输出参数反常——输出电压过低。这或许会导致全体体系不能正常作业,如微控制器体系中,负载忽然增大,会拉卑微控制器供电电压,简单形成复位。而且电源长时间作业在低输入电压状况下,电路的寿数也会呈现极大的折损。因而输出电压偏低的问题是不容忽视的,那么输出电压过低一般是那些原因形成的呢?如下图1所示。

  输入电压较低或功率缺乏;

  输出线路过长或过细,形成线损过大;

  输入端的防反接二极管压降过大;

  输入滤波电感过大。

    

  图1 输出电压过低原因

  针对这一类问题,能够经过调整供电或许替换相应的外围电路来改进,详细如下所示:

  调高电压或换用更大功率输入电源;

  调整布线,增大导线截面积或缩短导线长度,减小内阻;

  换用导通压降小的二极管;

  减小滤波电感值或下降电感的内阻。

  三、输出噪声过大

  针对电源模输出参数反常——输出纹波噪声过大。众所周知,噪声是衡量电源模块好坏的一大要害目标,在运用电路中,模块的规划布局等也会影响输出噪声,那么输出纹波噪声过大一般是那些原因形成的呢?

  电源模块与主电路噪声灵敏元件间隔过近;

  主电路噪声灵敏元件的电源输入端处未接去耦%&&&&&%;

  多路体系中各单路输出的电源模块之间发生差频搅扰;

  地线处理不合理。

  ZDS2024示波器测验有较大噪声搅扰问题的电源模块,如图2所示:

    

  图2 电源纹波波形图

  针对这一类问题,能够经过将模块与噪声器材阻隔或在主电路运用去耦电容等计划改进,详细如下:

  将电源模块尽或许远离主电路噪声灵敏元件或模块与主电路噪声灵敏元件进行阻隔;

  主电路噪声灵敏元件(如:A/D、D/A或MCU等)的电源输入端处接0.1μF去耦%&&&&&%;

  运用一个多路输出的电源模块替代多个单路输出模块消除差频搅扰;

  选用远端一点接地、减小地线环路面积。

  四、电源耐压不良

  针对电源模功能参数反常——电源模块的耐压不良。一般,阻隔电源模块的耐压值高达几千伏,但或许在运用或测验进程中呈现不能到达该目标的状况,那么哪些因素会大大下降其耐压才能呢?

  耐压测验仪存在开机过冲;

  选用模块的阻隔电压值不行;

  修理中屡次运用回流焊、热风枪。

  用耐压仪测验电源模块阻隔电压的办法如图3所示:

    

  图3 耐压测验图

  针对这一类问题,可经过标准测验和标准运用两方面改进,详细如下所示:

  耐压测验时电压逐渐上调;

  选取耐压值较高的电源模块;

  焊接电源模块时要选取适宜的温度,防止重复焊接,损坏电源模块。

  五、电源模块发动困难

  首要是破坏力较小的状况——电源模块在发动中呈现发动困难,乃至发动不了。我们在运用电源模块进程中或许会呈现电源模块输出端电压正常,输出端便是没有任何输出,电源模块也无损坏,是什么原因呢?详细原因如下所示:

  外接电容过大;

  容性负载过大;

  负载电流过大;

  输入电源功率不行。

  针对这一类问题,能够经过调整输出端的电容以及负载或调整输入端的功率进行改进,详细如下所示:

  l外接%&&&&&%过大,在电源模块发动时向其充电较长时间,难以发动,需求挑选适宜的容性负载;

  容性负载过大时需可先串联一个适宜的电感;

  输出负载过重是会形成发动时刻延伸,挑选适宜负载;

  换用功率更大的输入电源。

  六、模块发热严峻

  较发动困难而言,更为严峻的运用反常状况是电源模块在运用的时分发热很严峻。呈现这种现象的底子原因是因为电源模块在电压转化进程中有能量损耗,发生热能导致模块发热,下降电源的转化功率。这会影响电源模块正常作业,而且或许会影响周围其他器材的功能,这种状况需求立刻排查。那么什么状况下会形成电源模块发热较严峻呢?详细原因如下所示:

  运用的是线性电源模块;

  负载过流;

  负载太小:负载功率小于模块电源输出功率的10%,都会有或许会导致模块发热(功率太低);

  环境温度过高或散热不良。

  热成像仪观测下的发热电源模块如图4所示:

    

  图4 电源模块热成像图

  针对这一类问题,能够经过外在环境的优化或经过调整负载来改进,详细如下所示:

  运用线性电源时要加散热片;

  进步电源模块的负载,保证不小于10%的额定负载;

  下降环境温度,坚持散热杰出。

  七、模块电源损坏较快

  那么比电源模块发热更为严峻的运用反常状况自不用多说,那便是这个电源模块直接损坏了。那么电源模块运用没多久就损坏,而且替换后没几天又坏了,这是什么原因导致的呢?首要需求排除去是否是运用残次的电源这一状况,那么还有哪些因素会导致这一问题呢?详细原因如下图5所示:

  输出负载过轻使其可靠性下降所形成的;

  输出端%&&&&&%过大导致模块发动时形成损坏;

  输入端电压长时间偏高导致模块输入端开关管损坏。

    

  图5 电源模块损坏

  这一类问题也是负载不匹配导致的,能够经过改动输出负载、电容或许改动适宜的输入电压经过改进,详细如下:

  保证输出端不小于少10%的额定负载,若实践电路作业中会有空载现象,就在输出端并接一个额定功率10%的假负载;

  选取契合电源模块技能手册标准的电容;

  挑选适宜的输入电压。

  八、电源模块上电后快速焚毁

  较于上一种电源模块损坏的状况而言,更可怕的状况便是,不只坏了电源乃至把整个电路都焚毁了。详细的现象便是电源模块刚上电就焚毁冒烟了,输入端的%&&&&&%迸裂,如图6所示,这一类问题是最为严峻的,需求在前期规划中尽量防止,那么若是现已发生了这一状况,它到底是什么原因导致的呢?详细如下所示:

    

  图6 电源模块焚毁

  输入电压极性接反了;

  输入电压远远高于标称电压;

  输出端极性电容接反了;

  输出电路易引起短路或许外接负载在上电瞬间存在大电流。

  这一类问题是最为严峻的毛病,需求从头查看一遍电路进行相应优化或许调整电压,详细如下所示:

  接线前留意查看或加防反接维护电路;

  挑选适宜的输入电压;

  上电前查看%&&&&&%极性,保证正确;

  在电源模块输出端加短路维护。

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