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摘要：單片機復位、電腦死機、手機藍屏等生活中常見的現象，其實和電源模塊的供電也有著千絲萬縷的聯系，針對電源供電故障現象，如何定位背后問題?這里將為大家一一揭曉。 目前，市場上電源模塊種類繁多，不同產品的輸入電壓、輸出功率、功能及拓撲結構等都各不相同，其特點是可為微控制器、集成電路、數字信號處理器、模擬電路、及其他數字或模擬負載供電。電源模塊的可靠性比較高，但也可能發生故障，以下是用ZLG致遠電子的DC-DC為例分析常見的八種故障。 一、輸出電壓偏低 電路輸入電壓過低，會使得電路不正常，如微控制器系統中，負載突然增大，會拉低微控制器供電電壓，造成復位。電源長時間工作在低輸入電壓情況下，電路的壽命也會有極大的影響。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; 輸出線路過長或過細，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1 解決方法： 1)調高電壓或換用更大功率輸入電源; 2)調整布線，增大導線截面積或縮短導線長度，減小內阻; 3)換用導通壓降小的二極管; 4)減小濾波電感值或降低電感的內阻。 二、輸入電壓偏高 輸入電壓過高，非常容易燒毀電路，帶來危害較大，哪些常見原因易造成電壓偏高呢? 輸出端懸空或無負載; 輸出端負載過輕，輕于10%的額定負載; 輸入電壓偏高或干擾電壓。 解決方法： 1)確保輸出端不小于少10%的額定負載，若實際電路工作中會有空載現象，就在輸出端并接一個額定功率10%的假負載; 2)更換一個合理范圍的輸入電壓，存在干擾電壓時要考慮在輸入端并上TVS管或穩壓管。 三、模塊發熱嚴重 電源模塊在電壓轉換過程中有能量損耗，產生熱能導致模塊發熱，降低電源的轉換效率，影響電源模塊正常工作，但什么情況下會造成電源模塊發熱較嚴重呢? 使用的是線性電源模塊; 負載過流; 負載太小：負載功率小于模塊電源輸出功率的10%，都會有可能會導致模塊發熱(效率太低); 環境溫度過高或散熱不良。 熱成像儀觀測下的發熱電源模塊如圖2所示： 圖2 解決方法： 1)使用線性電源時要加散熱片; 2)提高電源模塊的負載，確保不小于10%的額定負載; 3)降低環境溫度，保持散熱良好。 四、輸出噪聲較大 噪聲是衡量電源模塊優劣的一大關鍵指標，在應用電路中，模塊的設計布局等也會影響輸出噪聲，哪些因素對輸出噪聲有較大影響呢? 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; 多路系統中各單路輸出的電源模塊之間產生差頻干擾; 地線處理不合理。 ZDS2024示波器測試有較大噪聲干擾問題的電源模塊，如圖3所示： 圖3 解決方法： 1)將電源模塊盡可能遠離主電路噪聲敏感元件或模塊與主電路噪聲敏感元件進行隔離; 2)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; 3)使用一個多路輸出的電源模塊代替多個單路輸出模塊消除差頻干擾; 4)采用遠端一點接地、減小地線環路面積。 五、電源模塊啟動困難 在電源的應用電路中，經常會出現電源模塊輸出端電壓正常，輸出端就是沒有任何輸出，電源模塊也無損壞，是什么原因呢?或許是電源模塊無法啟動? 外接電容過大; 容性負載過大; 負載電流過大; 輸入電源功率不夠。 解決方法： 1)外接電容過大，在電源模塊啟動時向其充電較長時間，難以啟動，需要選擇合適的容性負載; 2)容性負載過大時需可先串聯一個合適的電感; 3)輸出負載過重是會造成啟動時間延長，選擇合適負載; 4)換用功率更大的輸入電源。 六、電源模塊上電后快速燒毀 電源模塊剛上電就燒毀冒煙了，輸入端的電容炸裂，如圖4所示，是什么原因導致的呢? 圖4 輸入電壓極性接反了; 輸入電壓遠遠高于標稱電壓; 輸出端極性電容接反了; 輸出電路易引起短路或者外接負載在上電瞬間存在大電流。 解決方法： 1)接線前注意檢查或加防反接保護電路; 2)選擇合適的輸入電壓; 3)上電前檢查電容極性，確保正確; 4)在電源模塊輸出端加短路保護。 七、模塊電源損壞較快 電源模塊用一段壞了，再換一塊沒幾天又壞了，是電源模塊質量問題，還是使用不當造成的? 輸出負載過輕使其可靠性降低所致; 輸出端電容過大導致模塊啟動時造成損壞; 輸入端電壓長期偏高導致模塊輸入端開關管損壞。 解決辦法： 1)確保輸出端不小于少10%的額定負載，若實際電路工作中會有空載現象，就在輸出端并接一個額定功率10%的假負載; 2)選取符合電源模塊技術手冊規格的電容; 3)選擇合適的輸入電壓。 八、 耐壓不良 隔離電源模塊的耐壓值高達幾千伏，但在應用電路中，那些因素會大大降低其耐壓能力? 耐壓測試儀存在開機過沖; 選用模塊的隔離電壓值不夠; 維修中多次使用回流焊、熱風槍。 用耐壓儀測試電源模塊隔離電壓的方法如圖5所示： 圖5 解決辦法： 1)耐壓測試時電壓逐步上調; 2)選取耐壓值較高的電源模塊; 3)焊接電源模塊時要選取合適的溫度，避免反復焊接，損壞電源模塊。 電源模塊故障問題種類繁多，這里僅針對以上八種常見的應用型故障問題，淺淺而談，以作拋磚引玉。 |
