開關(guān)電源以高集成度、高可靠性、簡化設(shè)計等多重優(yōu)勢，受到許多產(chǎn)品設(shè)計者的青睞，但其容易上手，操作簡單的優(yōu)點使許多產(chǎn)品設(shè)計者在使用中出現(xiàn)一些問題，因此本文就從這些角度出發(fā)，通過分析開關(guān)電源常見的使用問題以及如何排除故障進行詳細的闡述，希望對我們的日常產(chǎn)品設(shè)計有所幫助。
1.接通輸入電壓后，模塊無輸出或者直接損壞?
由于客戶使用的電源外圍器件不合適、元件有損傷、使用電磁環(huán)境惡劣或者誤操作等，都有可能導(dǎo)致模塊在通電后沒有輸出電壓或者直接損壞。
圖1 電源模塊通常外接的外圍電路
(1)輸出引腳焊接錯誤或者客戶PCB殘留錫渣導(dǎo)致輸出短路，使模塊處于短路保護狀態(tài)。建議按照模塊絲印圖正確焊接引腳或清洗PCB，排除短路狀態(tài)后，重新上電即可恢復(fù)正常。
(2)輸入外接的保險絲FUSE損壞，排查模塊輸入前置電路是否存在短路情況，其次檢查保險絲規(guī)格是否太小。建議按照規(guī)格書推薦規(guī)格選用保險絲。
(3)客戶使用電壓環(huán)境不穩(wěn)定，存在輸入電壓過大的可能，使模塊啟動瞬間損壞。建議按照規(guī)格書要求的范圍給模塊供電。
(4)模塊啟動瞬間，存在較大的浪涌電流，使模塊直接啟動瞬間損壞。建議按照規(guī)格書上推薦的防護電路在模塊前端加浪涌抑制電路。
2.為什么模塊起機輸出電壓不穩(wěn)定或者偏低?
(1)電源模塊輸出端通常推薦增加一定的濾波電容，但在使用過程中，由于認識不足等原因，使用了過大的輸出濾波電容。
圖2 容性負載過大
如圖2中的電路(a)所示，一個3W的模塊，輸出使用了2000uF的電容，而通過查閱產(chǎn)品手冊了解到，建議模塊最大輸出電容為800uF。輸出電容過大可能導(dǎo)致啟動不良或者輸出電壓偏低。建議模塊外接的輸出電容容值不大于產(chǎn)品手冊規(guī)定的最大容性負載。
圖3 容性負載典型值以及最大值
(2)客戶在使用模塊時，未準確估算出所需的電源模塊功率，使模塊處于超載啟動或超載工作狀態(tài)。
圖4 ZY0JGBxxP-10W系列電源模塊
如圖4中ZY0JGBxxP-10W系列電源模塊所示，模塊的額定功率為10W即模塊使用的功率范圍不能超過10W，否則可能會導(dǎo)致模塊啟動不良，或者輸出電壓偏低。建議改用更大功率的電源模塊或者減輕使用負載。
3.模塊紋波噪聲超過產(chǎn)品手冊標注的最大值?
開關(guān)電源輸出不是純正的直流電壓，里面有些交流成分即紋波和噪聲。噪聲的產(chǎn)品原因有兩種，一種是開關(guān)電源自身產(chǎn)生的，另一種是外接電磁場的干擾(EMI)，它能通過輻射或者電源線輸入開關(guān)電源。由于開關(guān)電源品種繁多，每個電源制造商都有自己的測量標準。所以示波器帶寬選擇不一致，或者測試方法不一樣都有可能導(dǎo)致測得的結(jié)果不同。建議示波器帶寬選擇20MHz，然后按照圖5要求的方法進行測量。
圖5 噪聲測試標準
4.模塊在惡劣環(huán)境溫度下不能正常工作或者易損壞?
電源是一種電能轉(zhuǎn)換設(shè)備，在轉(zhuǎn)換過程中本身需要消耗一些電能，而這些電能則被轉(zhuǎn)化為熱量釋出，而電子元件工作的穩(wěn)定性與老化速度是和環(huán)境溫度息息相關(guān)的。因此使用不當會導(dǎo)致模塊不能正常工作或者工作一段時間后損壞。
圖6 降額曲線
(1)a.溫升過高，模塊輸出電壓間歇性震蕩，發(fā)生過溫度保護現(xiàn)象。
b.輸出紋波增大或者電源出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象。
C.模塊損壞。
建議環(huán)境溫度過高時，需嚴格按照產(chǎn)品手冊中的降額曲線操作，或者選用更大功率的電源模塊。
(2)低溫下不能正常啟動或者啟動有尖峰。
建議環(huán)境溫度較低時，需嚴格按照產(chǎn)品手冊中的降額曲線操作。
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