小功率电源被广泛地运用于电子电气职业,在运用的进程中也常常呈现一些电源毛病,如启机不良、输出电压偏低、模块过热等问题,针对这些电源供电毛病现象,怎么定位背面的问题?本文将逐个为您揭晓。
现在,市场上电源模块品种繁复,不同电源产品的输入电压、输出功率、功用及拓扑结构等都各不相同,其特色都是为微控制器、集成电路、数字信号处理器、模仿电路、及其他数字或模仿等负载供电。电源模块的牢靠性比较高,但也可能会发生毛病,下面以致远电子的DC-DC电源为例剖析几种常见的电源毛病。
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作业,如在微控制器体系中,负载忽然增大,会拉卑微控制器的供电电压,而形成微控制器复位,这会对整个体系级的电路带来毁灭性的冲击,会形成一子落错全盘毁的连锁式反响。输出电压过低通常是由那些原因形成的呢?
输出级并联多个负载,在正常作业后,有负载需求较大的瞬态电流,形成电压被瞬间拉低,然后影响其它并联的负载;
输出线路过长或过细,形成线损过大,然后在线路间发生了不小的压降,终究导致电源模块的输出电压到真实的负载两头时,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,假如电源模块输出的是5V电压,那么高导通压降的二极管所发生的电压降就会使后级电路的电压偏低,然后不能正常作业;
模块外围电路中的输入滤波电感过大,导致内阻变大,电流扼制效果增强,当后级负载忽然变重时,电流供给不上而导致负载两头的电压偏低。
解决办法:
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,假如其电源模块有Trim功用调理,能够调高输出电压来抵消线损发生的压降;
3)换用导通压降小的二极管;
4)减小滤波电感值且下降电感的内阻。
二、输入电压偏高
因为某些电源模块内部的电子元器材的电压余量规划不行,在输入电压过高时,形成模块损坏,乃至焚毁,这是就需求咱们在外围做一些维护,哪些常见原因易形成输入电压偏高呢?
在电源模块输入端进行热插拔上电,此刻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,模块纷歧定会损坏,但会影响后级的一些功能,如功率偏低,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发生搅扰电压,电磁兼容也较简单形成输入电压高,如雷击浪涌、群脉冲
解决办法:
1)确保输出端不小于少10%的额定负载,若实践电路作业中常有空载现象,就在输出端并接一个额定功率10%的假负载;
2)替换一个合理且安稳规模的输入电压源,存在搅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、模块发热严峻
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,影响电源模块正常作业,但什么情况下会形成电源模块发热较严峻呢?
运用的是线性电源模块,因为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,线性电源模块内部发生的损耗更大;
负载过流,超出数据手册运用规模使得内部要害器材温度飙升;
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散布,如图2所示:
解决办法:
1)运用线性电源时要加散热片,或挑选功率高的开关电源;
2)换输出功率更大的模块,确保有70%~80%的负载降额;
3)下降环境温度,坚持散热杰出。
四、输出噪声较大
噪声是衡量电源模块好坏的一大要害目标,在运用电路中,模块周边元器材的规划布局等也会影响输出噪声,哪些因素对输出噪声有较大影响呢?
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电容;
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;
电源模块输入端的噪声过大,未处理,直接耦合到电源模块输出端;
ZDS2024示波器测验比照模块遭到搅扰与未被搅扰的电源模块输出纹波噪声,比照下图如图3所示:
未受外界搅扰的纹波噪声,Vz=104mV
未受外界搅扰的纹波噪声,Vz=734mV
解决办法:
1)将电源模块尽可能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;
2)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去耦电容;
3)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;
4)选用远端一点接地、减小地线环路面积。
五、电源模块发动困难
在电源的运用电路中,常常会呈现电源模块输出端电压不正常,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?或许是电源模块自身就无法发动?
外接电容过大(即容性负载过大),需求充电的时刻变长,有些电源模块在规则时刻内不能建立好输出电压,就会进入过流维护,然后模块无输出;
电子负载在CC形式下也会形成部分发动才能弱的电源模块启机不良,因为在CC形式下启机的时分,其模仿的负载趋近于零,且反响调理时刻相对较长,绝大多数的电源模块运用的环境归于纯电阻形式;
负载需求的电流过大,而电源模块单位输出的最大均匀电流不行导致模块无法发动;
输入线路过长,使得线路之间发生的压降过大,而导致输入电压低于模块输入电压的下限要求;
解决办法:
1)外接电容过大,在电源模块发动时向其充电时刻较长,难以发动,需求挑选适宜的容性负载;
2)模块测验尽量挑选更挨近纯阻形式负载测验;
3)挑选功率适宜的电源模块;
4)先测验电源模块输入端引脚电压是否低于数据手册要求的最低电压,再依据实践情况进步电源输入端的电压。
六、耐压不良
一般阻隔电源模块的耐压值可高达几千伏,但在运用电路中,哪些因素会导致其耐压才能下降?
选用的模块阻隔电压值不行,往往是运用工程师评价的耐压值比在实践运用环境下的耐压值低形成的;
修理中屡次运用回流焊、热风枪;
外围电路布线与器材放置时未按安规相关的爬电间隔来要求,也会形成耐压不良。
用耐压仪测验电源模块阻隔电压的办法如图5所示:
解决办法:
1)依据现场环境的实践评价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,防止重复焊接,损坏电源模块;
3)严厉依照安规规则的要求安置输入与输出之间的线路后器材。
七、总结
电源模块毛病问题品种繁复,小编针对以上几种常见的运用型毛病问题,浅浅而谈,以作抛砖引玉。
致远电子具有近二十年的研制经历,能够供给多种负压发生计划的挑选。阻隔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。一起致远电子为确保电源产品功能建设了职业界一流的测验实验室,装备最先进、完全的测验设备,全系列阻隔DC-DC电源经过完好的EMC测验,静电抗扰度高达4KV、浪涌抗扰度高达2KV,可运用于绝大部分杂乱恶劣的工业现场,为用户供给安稳、牢靠的电源阻隔解决计划。