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計以及較高的可靠性，已被廣泛應用于工業(yè)通訊、醫療、電力等領(lǐng)域。在應用過(guò)程中，可能會(huì )遇到一些故障問(wèn)題，輕則導致系統無(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、數字信號處理器、模擬電路及其他數字或模擬負載供電。電源模塊的雖然可靠性比較高，但在使用過(guò)程也可能出現故障，主要的故障原因分為兩大類(lèi)：參數異常和使用異常。下文將分析較為常見(jiàn)的電源模塊參數異常故障問(wèn)題，提供相應的解決方案。其中的某些故障，你可能也遇到過(guò)。

一、輸入電壓過(guò)高

針對電源模輸入參數異常——輸入電壓過(guò)高。這中異常輕則導致系統無(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)負載;

輸出端負載過(guò)輕，輕于10%的額定負載;

輸入電壓偏高或干擾電壓。

針對這一類(lèi)問(wèn)題，可以通過(guò)調整輸出端的負載或調整輸入電壓范圍，具體如下所示：

確保輸出端不小于少10%的額定負載，若實(shí)際電路工作中會(huì )有空載現象，就在輸出端并接一個(gè)額定功率10%的假負載;

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管或穩壓管。

二、輸出電壓過(guò)低

針對電源模輸出參數異常——輸出電壓過(guò)低。這可能會(huì )導致整體系統不能正常工作，如微控制器系統中，負載突然增大，會(huì )拉低微控制器供電電壓，容易造成復位。并且電源長(cháng)時(shí)間工作在低輸入電壓情況下，電路的壽命也會(huì )出現極大的折損。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(xiàn)路過(guò)長(cháng)或過(guò)細，造成線(xiàn)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

針對這一類(lèi)問(wèn)題，可以通過(guò)調整供電或者更換相應的外圍電路來(lái)改善，具體如下所示：

調高電壓或換用更大功率輸入電源;

調整布線(xiàn)，增大導線(xiàn)截面積或縮短導線(xiàn)長(cháng)度，減小內阻;

換用導通壓降小的二極管;

減小濾波電感值或降低電感的內阻。

三、輸出噪聲過(guò)大

針對電源模輸出參數異常——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，在應用電路中，模塊的設計布局等也會(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;

多路系統中各單路輸出的電源模塊之間產(chǎn)生差頻干擾;

地線(xiàn)處理不合理。

ZDS2024示波器測試有較大噪聲干擾問(wèn)題的電源模塊，如所示：

圖 3

針對這一類(lèi)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;

采用遠端一點(diǎn)接地、減小地線(xiàn)環(huán)路面積。

四、電源耐壓不良

針對電源模性能參數異常——電源模塊的耐壓不良。通常，隔離電源模塊的耐壓值高達幾千伏，但可能在應用或測試過(guò)程中出現不能達到該指標的情況，那么哪些因素會(huì )大大降低其耐壓能力呢?

耐壓測試儀存在開(kāi)機過(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。

用耐壓儀測試電源模塊隔離電壓的方法如所示：

圖 4

針對這一類(lèi)問(wèn)題，可通過(guò)規范測試和規范使用兩方面改善，具體如下所示：

耐壓測試時(shí)電壓逐步上調;

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，降低電路的設計風(fēng)險

ZLG致遠電子自主研發(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，兼容國際標準的SIP、DIP等封裝。同時(shí)ZLG致遠電子根據豐富的電源設計及應用經(jīng)驗，可為用戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)的電源外圍應用電路設計經(jīng)驗參考，提升產(chǎn)品的可靠性。

ZLG致遠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，適用于做板級的供電電源，廣泛應用于電力、工業(yè)自動(dòng)化、通訊、醫療、交通、樓宇自動(dòng)化、儀器儀表和汽車(chē)電子等眾多領(lǐng)域。