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(guò)程中，可能會(huì)遇到一些故障問(wèn)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(guò)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(wèn)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(guò)。

一、輸入電壓過(guò)高

針對(duì)電源模輸入?yún)?shù)異常——輸入電壓過(guò)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(guò)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(guò)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(wèn)題，可以通過(guò)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(guò)低

針對(duì)電源模輸出參數(shù)異常——輸出電壓過(guò)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(wèn)題是不容忽視的，那么輸出電壓過(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 2

針對(duì)這一類問(wèn)題，可以通過(guò)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(guò)大

針對(duì)電源模輸出參數(shù)異常——輸出紋波噪聲過(guò)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(guò)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(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，如所示：

圖 3

針對(duì)這一類問(wèn)題，可以通過(guò)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(guò)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(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所示：

圖 4

針對(duì)這一類問(wèn)題，可通過(guò)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。