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摘要：單片機(jī)復(fù)位、電腦死機(jī)、手機(jī)藍(lán)屏等生活中常見(jiàn)的現(xiàn)象，其實(shí)和電源模塊的供電也有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系，針對(duì)電源供電故障現(xiàn)象，如何定位背后問(wèn)題?這里將為大家一一揭曉。 目前，市場(chǎng)上電源模塊種類(lèi)繁多，不同產(chǎn)品的輸入電壓、輸出功率、功能及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等都各不相同，其特點(diǎn)是可為微控制器、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。電源模塊的可靠性比較高，但也可能發(fā)生故障，以下是用ZLG致遠(yuǎn)電子的DC-DC為例分析常見(jiàn)的八種故障。 一、輸出電壓偏低 電路輸入電壓過(guò)低，會(huì)使得電路不正常，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，造成復(fù)位。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)有極大的影響。輸出電壓過(guò)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(guò)長(zhǎng)或過(guò)細(xì)，造成線損過(guò)大; 輸入端的防反接二極管壓降過(guò)大; 輸入濾波電感過(guò)大。 圖1 解決方法： 1)調(diào)高電壓或換用更大功率輸入電源; 2)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; 3)換用導(dǎo)通壓降小的二極管; 4)減小濾波電感值或降低電感的內(nèi)阻。 二、輸入電壓偏高 輸入電壓過(guò)高，非常容易燒毀電路，帶來(lái)危害較大，哪些常見(jiàn)原因易造成電壓偏高呢? 輸出端懸空或無(wú)負(fù)載; 輸出端負(fù)載過(guò)輕，輕于10%的額定負(fù)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(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; 2)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。 三、模塊發(fā)熱嚴(yán)重 電源模塊在電壓轉(zhuǎn)換過(guò)程中有能量損耗，產(chǎn)生熱能導(dǎo)致模塊發(fā)熱，降低電源的轉(zhuǎn)換效率，影響電源模塊正常工作，但什么情況下會(huì)造成電源模塊發(fā)熱較嚴(yán)重呢? 使用的是線性電源模塊; 負(fù)載過(guò)流; 負(fù)載太小：負(fù)載功率小于模塊電源輸出功率的10%，都會(huì)有可能會(huì)導(dǎo)致模塊發(fā)熱(效率太低); 環(huán)境溫度過(guò)高或散熱不良。 熱成像儀觀測(cè)下的發(fā)熱電源模塊如圖2所示： 圖2 解決方法： 1)使用線性電源時(shí)要加散熱片; 2)提高電源模塊的負(fù)載，確保不小于10%的額定負(fù)載; 3)降低環(huán)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(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，哪些因素對(duì)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(guò)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(wèn)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(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; 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(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; 4)采用遠(yuǎn)端一點(diǎn)接地、減小地線環(huán)路面積。 五、電源模塊啟動(dòng)困難 在電源的應(yīng)用電路中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電源模塊輸出端電壓正常，輸出端就是沒(méi)有任何輸出，電源模塊也無(wú)損壞，是什么原因呢?或許是電源模塊無(wú)法啟動(dòng)? 外接電容過(guò)大; 容性負(fù)載過(guò)大; 負(fù)載電流過(guò)大; 輸入電源功率不夠。 解決方法： 1)外接電容過(guò)大，在電源模塊啟動(dòng)時(shí)向其充電較長(zhǎng)時(shí)間，難以啟動(dòng)，需要選擇合適的容性負(fù)載; 2)容性負(fù)載過(guò)大時(shí)需可先串聯(lián)一個(gè)合適的電感; 3)輸出負(fù)載過(guò)重是會(huì)造成啟動(dòng)時(shí)間延長(zhǎng)，選擇合適負(fù)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?qū)е碌哪? 圖4 輸入電壓極性接反了; 輸入電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)稱(chēng)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(fù)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(hù)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(hù)。 七、模塊電源損壞較快 電源模塊用一段壞了，再換一塊沒(méi)幾天又壞了，是電源模塊質(zhì)量問(wèn)題，還是使用不當(dāng)造成的? 輸出負(fù)載過(guò)輕使其可靠性降低所致; 輸出端電容過(guò)大導(dǎo)致模塊啟動(dòng)時(shí)造成損壞; 輸入端電壓長(zhǎng)期偏高導(dǎo)致模塊輸入端開(kāi)關(guān)管損壞。 解決辦法： 1)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; 2)選取符合電源模塊技術(shù)手冊(cè)規(guī)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(dá)幾千伏，但在應(yīng)用電路中，那些因素會(huì)大大降低其耐壓能力? 耐壓測(cè)試儀存在開(kāi)機(jī)過(guò)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圖5所示： 圖5 解決辦法： 1)耐壓測(cè)試時(shí)電壓逐步上調(diào); 2)選取耐壓值較高的電源模塊; 3)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。 電源模塊故障問(wèn)題種類(lèi)繁多，這里僅針對(duì)以上八種常見(jiàn)的應(yīng)用型故障問(wèn)題，淺淺而談，以作拋磚引玉。 |
