小功率直流開關(guān)電源被廣泛地應(yīng)用于電子電氣行業(yè),在應(yīng)用的過程中也時常出現(xiàn)一些電源故障,如啟機不良、輸出電壓偏低、模塊過熱等問題,針對這些直流開關(guān)電源供電故障現(xiàn)象,如何定位背后的問題?本文將為您揭曉。
輸出電壓偏低
直流開關(guān)電源輸出電壓過低,會讓后級電路無法正常工作,如在微控制器系統(tǒng)中,負(fù)載突然增大,會拉低微控制器的供電電壓,而造成微控制器復(fù)位,這會對整個系統(tǒng)級的電路帶來毀滅性的打擊,會造成一子落錯全盤毀的連鎖式反應(yīng)。輸出電壓過低通常是由那些原因造成的呢?
直流開關(guān)電源輸出級并聯(lián)多個負(fù)載,在正常工作后,有負(fù)載需要較大的瞬態(tài)電流,造成電壓被瞬間拉低,從而影響其它并聯(lián)的負(fù)載;
直流開關(guān)電源輸出線路過長或過細(xì),造成線損過大,從而在線路間產(chǎn)生了不小的壓降,最終導(dǎo)致直流開關(guān)電源電源模塊的輸出電壓到真正的負(fù)載兩端時,電壓偏低;
防反接二極管的壓降過大,一般二極管的正向壓降在0.2~0.6V之間,如果直流開關(guān)電源電源模塊輸出的是5V電壓,那么高導(dǎo)通壓降的二極管所產(chǎn)生的電壓降就會使后級電路的電壓偏低,從而不能正常工作;
模塊外圍電路中的輸入濾波電感過大,導(dǎo)致內(nèi)阻變大,電流扼制作用增強,當(dāng)后級負(fù)載突然變重時,電流供應(yīng)不上而導(dǎo)致負(fù)載兩端的電壓偏低。
解決方法
在輸出端并一個大電容或換用更大功率輸入電源;
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,如果其電源模塊有Trim功能調(diào)節(jié),可以調(diào)高輸出電壓來抵消線損產(chǎn)生的壓降;
換用導(dǎo)通壓降小的二極管;
減小濾波電感值且降低電感的內(nèi)阻。
直流開關(guān)電源模塊發(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,但什么情況下會造成電源模塊發(fā)熱較嚴(yán)重呢?
使用的是線性電源模塊,由于線性電源內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)使得其功率導(dǎo)通壓降大,在相同的輸出功率下,線性電源模塊內(nèi)部產(chǎn)生的損耗更大;
負(fù)載過流,超出數(shù)據(jù)手冊應(yīng)用范圍使得內(nèi)部關(guān)鍵器件溫度飆升;
環(huán)境溫度過高或散熱不良;
其他大發(fā)熱源熱傳遞。
解決方法
使用線性電源時要加散熱片,或選擇效率高的直流開關(guān)電源;
換輸出功率更大的模塊,確保有70%~80%的負(fù)載降額;
降低環(huán)境溫度,保持散熱良好。
直流開關(guān)電源輸出噪聲較大
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,模塊周邊元器件的設(shè)計布局等也會影響輸出噪聲,哪些因素對輸出噪聲有較大影響呢?
直流開關(guān)電源模塊與主電路噪聲敏感元件距離過近;
直流開關(guān)電源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;
電源模塊輸入端的噪聲過大,未處理,直接耦合到電源模塊輸出端。
解決方法
將直流開關(guān)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行隔離;
主電路噪聲敏感元件(如:A/D、D/A或MCU))的電源輸入端處接0.1μF去耦電容;
使用一個多路輸出的電源模塊代替多個單路輸出模塊消除差頻干擾;
采用遠(yuǎn)端一點接地、減小地線環(huán)路面積。