如何快速定位與排除電源模塊故障（上篇）？

電源模塊因其模塊化設(shè)計(jì)以及較高的可靠性，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)通訊、醫(yī)療、電力等領(lǐng)域。在應(yīng)用過程中，可能會(huì)遇到一些故障問題，輕則導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法啟動(dòng)，重則燒毀電路。那么遇到這些故障該如何快速定位與解決呢?

電源模塊作用都是為微控制器、集成電路、數(shù)字信號(hào)處理器、模擬電路及其他數(shù)字或模擬負(fù)載供電。電源模塊的雖然可靠性比較高，但在使用過程也可能出現(xiàn)故障，主要的故障原因分為兩大類：參數(shù)異常和使用異常。下文將分析較為常見的電源模塊參數(shù)異常故障問題，提供相應(yīng)的解決方案。其中的某些故障，你可能也遇到過。

一、輸入電壓過高

針對(duì)電源模輸入?yún)?shù)異常——輸入電壓過高。這中異常輕則導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常工作，重則會(huì)燒毀電路。那么輸入電壓過高通常是那些原因造成的呢?

圖 1

輸出端懸空或無(wú)負(fù)載;

輸出端負(fù)載過輕，輕于10%的額定負(fù)載;

輸入電壓偏高或干擾電壓。

針對(duì)這一類問題，可以通過調(diào)整輸出端的負(fù)載或調(diào)整輸入電壓范圍，具體如下所示：

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

更換一個(gè)合理范圍的輸入電壓，存在干擾電壓時(shí)要考慮在輸入端并上TVS管或穩(wěn)壓管。

二、輸出電壓過低

針對(duì)電源模輸出參數(shù)異常——輸出電壓過低。這可能會(huì)導(dǎo)致整體系統(tǒng)不能正常工作，如微控制器系統(tǒng)中，負(fù)載突然增大，會(huì)拉低微控制器供電電壓，容易造成復(fù)位。并且電源長(zhǎng)時(shí)間工作在低輸入電壓情況下，電路的壽命也會(huì)出現(xiàn)極大的折損。因此輸出電壓偏低的問題是不容忽視的，那么輸出電壓過低通常是那些原因造成的呢?

輸入電壓較低或功率不足;

輸出線路過長(zhǎng)或過細(xì)，造成線損過大;

輸入端的防反接二極管壓降過大;

輸入濾波電感過大。

圖 2

針對(duì)這一類問題，可以通過調(diào)整供電或者更換相應(yīng)的外圍電路來(lái)改善，具體如下所示：

調(diào)高電壓或換用更大功率輸入電源;

調(diào)整布線，增大導(dǎo)線截面積或縮短導(dǎo)線長(zhǎng)度，減小內(nèi)阻;

換用導(dǎo)通壓降小的二極管;

減小濾波電感值或降低電感的內(nèi)阻。

三、輸出噪聲過大

針對(duì)電源模輸出參數(shù)異常——輸出紋波噪聲過大。眾所周知，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，模塊的設(shè)計(jì)布局等也會(huì)影響輸出噪聲，那么輸出紋波噪聲過大通常是那些原因造成的呢?

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。

ZDS2024示波器測(cè)試有較大噪聲干擾問題的電源模塊，如所示：

圖 3

針對(duì)這一類問題，可以通過將模塊與噪聲器件隔離或在主電路使用去耦電容等方案改善，具體如下：

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;

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;

使用一個(gè)多路輸出的電源模塊代替多個(gè)單路輸出模塊消除差頻干擾;

采用遠(yuǎn)端一點(diǎn)接地、減小地線環(huán)路面積。

四、電源耐壓不良

針對(duì)電源模性能參數(shù)異常——電源模塊的耐壓不良。通常，隔離電源模塊的耐壓值高達(dá)幾千伏，但可能在應(yīng)用或測(cè)試過程中出現(xiàn)不能達(dá)到該指標(biāo)的情況，那么哪些因素會(huì)大大降低其耐壓能力呢?

耐壓測(cè)試儀存在開機(jī)過沖;

選用模塊的隔離電壓值不夠;

維修中多次使用回流焊、熱風(fēng)槍。

用耐壓儀測(cè)試電源模塊隔離電壓的方法如所示：

圖 4

針對(duì)這一類問題，可通過規(guī)范測(cè)試和規(guī)范使用兩方面改善，具體如下所示：

耐壓測(cè)試時(shí)電壓逐步上調(diào);

選取耐壓值較高的電源模塊;

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

選用優(yōu)質(zhì)的隔離電源模塊，降低電路的設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)

ZLG致遠(yuǎn)電子自主研發(fā)、生產(chǎn)的隔離電源模塊，具有寬輸入電壓范圍，隔離1000VDC、1500VDC、3000VDC多個(gè)系列，封裝形式多樣，兼容國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的SIP、DIP等封裝。同時(shí)ZLG致遠(yuǎn)電子根據(jù)豐富的電源設(shè)計(jì)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，可為用戶提供專業(yè)的電源外圍應(yīng)用電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)參考，提升產(chǎn)品的可靠性。

ZLG致遠(yuǎn)電子電源模塊以其效率高、輸入電壓范圍寬、體積小、可靠性高、耐沖擊、隔離特性好，溫度范圍寬等特性，適用于做板級(jí)的供電電源，廣泛應(yīng)用于電力、工業(yè)自動(dòng)化、通訊、醫(yī)療、交通、樓宇自動(dòng)化、儀器儀表和汽車電子等眾多領(lǐng)域。