APP下载
登录
【导读】开关电源以高集成度、高可靠性、简化设计等多重优势，受到许多产品设计者的青睐，但其容易上手，操作简单的优点也会在使用中出现一些问题，例如：输出电压偏低/飘高、模块损坏、EMC无法满足等，针对这些可能发生的电源应用问题，该如何排查并解决相应故障。本文将主要针对DC/DC定电压输入电源应用入手分析几种常见的电源输出故障。
输出电压偏低/飘高
在日常使用中，由于外围器件选用不合适、元件损坏、误操作等，都有可能导致模块在通电后出现输出电压偏低/飘高的问题，会让后级电路无法正常工作。那么通常是由哪些原因造成的呢？
输入电压偏低/飘高
排查方案：可实际测量输入端端子电压，并将输入电压调准确。
偏低：输出外接滤波电容过大
排查方案：用电桥实测输出容性大小。输出外接电容应小于技术手册规定的最大值。
偏低：输入端防反接保护二极管压降过大
排查方案：确认二极管阳极输入端电压。可采用压降较小的二极管。
偏低：输出电路存在过流现象
排查方案：在模块输出端串联一个电流表，检测输出电流大小；或者检测模块输入端电流大小，根据效率进行换算得出输出电流大小。可改用我司输出功率更大的产品。
飘高：输出端负载过轻，轻于10%额定负载
排查方案：检测输出电流大小，确认实际带载情况。需确保模块工作时输出端至少有10%额定负载，若实际电路存在小于10%额定负载情况，可在输出端并联一个额定功率10%左右的假负载。
电源模块采用标准的开尔文测试法，如图1所示，测试条件：室温Ta=25℃，湿度＜75%。
图1 开尔文测试法
模块输出不稳压
电源模块包括输出稳压与非稳压2种类型。但在产品应用中，使用了输出稳压型的电源却还是出现输出不稳压的情况，主要原因有以下几种：
输入/输出端反接
在测试过程中，误操作将输入/输出端反接，导致输出端电压跟随输入端电压变化而变化。建议按照技术手册引脚定义进行接线测试。
模块后端存在反灌电压
导致模块内部稳压器击穿短路。排查方案：更换模块，重新测试并对输出电压进行检测。建议在模块后端外接二极管或者TVS管，对反灌电压进行抑制。
输入端过压
排查方案：检测输入电压，判断是否有电压尖峰或超出最大输入电压要求。建议按技术规格书要求电压范围供电。
输出噪声大/纹波一片模糊
纹波和噪声是衡量电源模块优劣的一大关键指标，在应用电路中，模块周边元器件的设计布局等也会影响输出噪声，哪些因素对输出纹波和噪声有较大影响呢？
电源模块与主电路噪声敏感元件（如A/D、D/A、或MCU等）距离过近
排查方案：用近场探头检测噪声源。建议将电源模块远离主电路噪声敏感元件或进行隔离。
多路系统中各单路输出的电源模块之前产生差频干扰
排查方案：使用铜箔包裹一路后接地，检测另一路输出端纹波噪声是否有明显变化。建议使用多路输出的电源模块替代多个单路输出模块。
主电路噪声敏感元件的电源输入端未接去耦电容
排查方案：测量模块输出端电容容值。建议在主电路噪声敏感元件的电源输入端接0.1uF去耦电容。
纹波和噪声是叠加在直流输出上的周期性和随机性交流成分，它也影响着输出精度，一般对纹波和噪声采用峰-峰值计量（mVp-p）
第一步，先将示波器带宽设置为20MHz，可以有效防止高频噪声；
第二步，采用平行线测试法、双绞线法或靠测法。
图2 平行线测试法
注意：
(1)C1：高频陶瓷电容C1容值为1uF，C2根据技术手册推荐的电容值选择相应电容；
(2)两平行线铜箔带之间的距离为2.5mm，两平行铜箔带的电压降之和应小于输出电压值的2%。
图3 纹波噪声测试波形
电源模块故障问题种类繁多，本文针对以上几种常见的DC/DC输出故障问题，简单阐述
推荐阅读：
把握新机遇，贸泽电子赞助2020 ELEXCON 深圳电子展
如何快速设计脉搏血氧仪？
咱们来聊聊占空比的最小限制！
赋能未来智能家居及建筑、工业物联网、资产监控、智慧医疗的物联网创新方案
数字隔离器剖析
热门文章
