開關(guān)電源設(shè)計(jì)，如何防止初次上電“炸機(jī)”？

做了這么些年的開關(guān)電源設(shè)計(jì)，一個(gè)很讓筆者心里忐忑的事就是新做的樣機(jī)進(jìn)行初次上電，擔(dān)心炸機(jī)。相信很多工程師跟筆者一樣深有體會(huì)，把自己的新樣機(jī)在上電之前檢查再檢查，生怕哪個(gè)地方有焊錯(cuò)焊反搭焊或者說(shuō)有地方短路，甚至把工作臺(tái)上都掃得干干凈凈以防萬(wàn)一。

根據(jù)工程師的經(jīng)驗(yàn)不同，細(xì)心程度不同，樣機(jī)首次通電有一定的炸機(jī)概率，并且提心吊膽的。當(dāng)然“提心吊膽”一詞只能用在一部分工程師上，有部分工程師天生不怕炸也不怕做耐壓實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)出的那個(gè)“滋滋”的聲音，一副臉不變色心不跳的樣子（不知道是不是裝的）。

炸機(jī)很痛苦，尤其這樣一個(gè)全新樣機(jī)本就沒有調(diào)試好參數(shù)的電源，本來(lái)電源就有可能存在不正常，炸了豈不是更難修理？

為此很多工程師由于設(shè)備配置有限，用各種辦法經(jīng)驗(yàn)來(lái)避免炸機(jī)，比如輸入電壓慢慢調(diào)高邊調(diào)邊看電流的狀態(tài)，看功率計(jì)上的功率變化，一旦形勢(shì)不對(duì)馬上斷電，這樣確實(shí)可以避免一些異常情況，但有時(shí)手速不夠快就炸了。

下面給大家分享一個(gè)親測(cè)有效，且成本很低的方法來(lái)防止樣機(jī)首次上電炸機(jī)的問題，手頭有 ac source 等設(shè)備的工程師請(qǐng)忽略！

方法很簡(jiǎn)單，就是在開關(guān)電源輸入線上串聯(lián)一個(gè)白熾燈來(lái)做保護(hù)，如下圖。

注意串聯(lián)白熾燈初次上電不用帶輸出負(fù)載，直接空載上電。

無(wú)大電流的情況

如果白熾燈沒有亮燈，或者就剛上電的那一下亮了然后又熄滅(第一下亮是輸入浪涌電流引起的)，說(shuō)明開關(guān)電源沒有大電流輸入，此時(shí)可測(cè)試電源的輸出是否為正常電壓。

如果輸出正常則可以去除白熾燈進(jìn)行正常的調(diào)試了。

如果輸出電壓不正常，可繼續(xù)接在白熾燈上直到找到原因解決后再去除白熾燈進(jìn)行正常調(diào)試。

有大電流的情況

如果通電后白熾燈一直亮，或者白熾燈在間斷的亮-不亮-亮的循環(huán)狀態(tài)，說(shuō)明開關(guān)電源內(nèi)部有大電流，此時(shí)可關(guān)電仔細(xì)檢查開關(guān)電源，重復(fù)此法直到開關(guān)電源空載正常后方可去除白熾燈進(jìn)行正常調(diào)試。

為何可以防止大部分的炸機(jī)？

下面筆者進(jìn)行簡(jiǎn)單的分析一下，如果不對(duì)之處歡迎指正。

大致原理如下：

先把上圖畫一個(gè)簡(jiǎn)單的等效電路，如下。

原理很簡(jiǎn)單

無(wú)大電流的情況

若開關(guān)電源沒進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài)（開關(guān)電源輸出正常 或者 開關(guān)電源輸出電壓在上下跳動(dòng)但沒有導(dǎo)致輸入大電流），則此時(shí)流進(jìn)開關(guān)電源的輸入電流很微弱，可等效看作Zo很大。

假設(shè)此時(shí)電源的功耗為2.2W，Zo上的平均電流大約為0.01A，Zo上的阻抗大約為220/0.01，大約是22K。

一個(gè)十幾瓦或幾十瓦的白熾燈的冷態(tài)電阻大約在幾十歐姆到幾百歐姆，在此我假設(shè)為Z1=100Ω，根據(jù)阻抗的分壓比可知，白熾燈上的壓降非常小所以白熾燈不亮燈。

有大電流的情況

若開關(guān)電源沒沒有進(jìn)入危險(xiǎn)狀態(tài)（開關(guān)電源輸入有大電流），電流很大，可等效看作Zo很小。

假設(shè)此時(shí)電源流入的電流平均為5A，相當(dāng)于Zo上的平均電流為5A，Zo上的阻抗大約為220/5，大約是44Ω。

一個(gè)十幾瓦或幾十瓦的白熾燈的冷態(tài)阻抗大約在幾十歐姆到幾百歐姆，在此我假設(shè)為Z1=100Ω，根據(jù)阻抗的分壓比可知，白熾燈上的壓降是比較大的。

另外白熾燈還有一個(gè)特性就是熱態(tài)阻抗比冷態(tài)阻抗要大很多，實(shí)驗(yàn)得出大概十多倍的樣子，在此我假設(shè)熱態(tài)阻抗是冷態(tài)阻抗的10倍。由于上電白熾燈上有較大的壓降和較大的電流會(huì)以非?？斓乃俣劝l(fā)熱，設(shè)發(fā)熱后阻抗由Z1=100Ω變成Z1=1K，在很短的時(shí)間內(nèi)會(huì)使Zo上的電壓變得非常小從而避免了開關(guān)電源炸機(jī)。

白熾燈冷態(tài)電阻與熱態(tài)電阻實(shí)驗(yàn)測(cè)試記錄表

此文主要是表達(dá)一種比較實(shí)用的開關(guān)電源初次上電防炸機(jī)的方法，有很多表達(dá)不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤竭€請(qǐng)見諒！