工程師教你輕松解決電源模塊常見的八大故障

　　單片機(jī)復(fù)位、電腦死機(jī)、手機(jī)藍(lán)屏等生活中常見的現(xiàn)象，其實(shí)和電源模塊的供電也有著千絲萬縷的聯(lián)系，針對電源供電故障現(xiàn)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(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為例分析常見的八種故障。

　　一、輸出電壓偏低

　　電路輸入電壓過低，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(xì)，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(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(fù)載；

　　輸出端負(fù)載過輕，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)境溫度過高或散熱不良。

　　熱成像儀觀測下的發(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(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(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(dòng)？

　　外接電容過大；

　　容性負(fù)載過大；

　　負(fù)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(dòng)時(shí)向其充電較長時(shí)間，難以啟動(dòng)，需要選擇合適的容性負(fù)載；

　　2）容性負(fù)載過大時(shí)需可先串聯(lián)一個(gè)合適的電感；

　　3）輸出負(fù)載過重是會(huì)造成啟動(dòng)時(shí)間延長，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碌哪兀?/p>

　　圖4

　　輸入電壓極性接反了；

　　輸入電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于標(biāo)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(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，再換一塊沒幾天又壞了，是電源模塊質(zhì)量問題，還是使用不當(dāng)造成的？

　　輸出負(fù)載過輕使其可靠性降低所致；

　　輸出端電容過大導(dǎo)致模塊啟動(dòng)時(shí)造成損壞；

　　輸入端電壓長期偏高導(dǎo)致模塊輸入端開關(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？

　　耐壓測試儀存在開機(jī)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(fēng)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(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。