常見電源模塊使用異常故障問題分析

電源模塊憑借其模塊化的設計，讓用戶能夠最大程度的縮減產品的設計開發周期，其用法簡單，但大家真的會用電源模塊嗎？若電源模塊使用不當，產生的破壞力將是十分巨大的，我們應該如何防范呢？這里將為您一一揭曉。

電源模塊的使用故障主要分為兩大類：參數異常和使用異常。筆者上一篇文章已經為大家介紹了電源參數異常問題原因以及相應的解決方案，本次將分析較為常見的電源模塊使用異常故障問題。較于參數異常問題，這一類問題的破壞力更大，稍有差池可能會造成極大的經濟損失，本文將根據影響程度從小到大為大家分析不同的異常產生原因，希望這篇文章中的技術干貨對各位工程師的電源模塊應用電路設計有所幫助，不幸遇到的話，也能快速的排查故障，進行優化。

一、電源模塊啟動困難

首先是破壞力較小的情況——電源模塊在啟動中出現啟動困難，甚至啟動不了。大家在使用電源模塊過程中可能會出現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？具體原因如下所示：

外接電容過大；

容性負載過大；

負載電流過大；

輸入電源功率不夠。

針對這一類問題，可以通過調整輸出端的電容以及負載或調整輸入端的功率進行改善，具體如下所示：

外接電容過大，在電源模塊啟動時向其充電較長時間，難以啟動，需要選擇合適的容性負載；

容性負載過大時需可先串聯一個合適的電感；

輸出負載過重是會造成啟動時間延長，選擇合適負載；

換用功率更大的輸入電源。

模塊發熱嚴重

較啟動困難而言，更為嚴重的使用異常情況是電源模塊在使用的時候發熱很嚴重。出現這種現象的根本原因是由于電源模塊在電壓轉換過程中有能量損耗，產生熱能導致模塊發熱，降低電源的轉換效率。這會影響電源模塊正常工作，并且可能會影響周圍其他器件的性能，這種情況需要馬上排查。那么什么情況下會造成電源模塊發熱較嚴重呢？具體原因如下所示：

使用的是線性電源模塊；

負載過流；

負載太?。贺撦d功率小于模塊電源輸出功率的10%，都會有可能會導致模塊發熱（效率太低）；

環境溫度過高或散熱不良。

熱成像儀觀測下的發熱電源模塊如圖1所示：

圖 1

針對這一類問題，可以通過外在環境的優化或通過調整負載來改善，具體如下所示：

使用線性電源時要加散熱片；

提高電源模塊的負載，確保不小于10%的額定負載；

降低環境溫度，保持散熱良好。

模塊電源損壞較快

那么比電源模塊發熱更為嚴重的使用異常情況自不必多說，那就是這個電源模塊直接損壞了。那么電源模塊使用沒多久就損壞，并且更換后沒幾天又壞了，這是什么原因導致的呢？首先需要排除掉是否是使用劣質的電源這一情況，那么還有哪些因素會導致這一問題呢？具體原因如下所示：

輸出負載過輕使其可靠性降低所致；

輸出端電容過大導致模塊啟動時造成損壞；

輸入端電壓長期偏高導致模塊輸入端開關管損壞。

圖 2

這一類問題也是負載不匹配導致的，可以通過改變輸出負載、電容或者改變合適的輸入電壓通過改善，具體如下：

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

選取符合電源模塊技術手冊規格的電容；

選擇合適的輸入電壓。

電源模塊上電后快速燒毀

較于上一種電源模塊損壞的情況而言，更可怕的情況就是，不僅壞了電源甚至把整個電路都燒毀了。具體的現象就是電源模塊剛上電就燒毀冒煙了，輸入端的電容炸裂，如圖3所示，這一類問題是最為嚴重的，需要在前期設計中盡量避免，那么若是已經發生了這一情況，它到底是什么原因導致的呢？具體如下所示：

圖 3

輸入電壓極性接反了；

輸入電壓遠遠高于標稱電壓；

輸出端極性電容接反了；

輸出電路易引起短路或者外接負載在上電瞬間存在大電流。

這一類問題是最為嚴重的故障，需要重新檢查一遍電路進行相應優化或者調整電壓，具體如下所示：

接線前注意檢查或加防反接保護電路；

選擇合適的輸入電壓；

上電前檢查電容極性，確保正確；

在電源模塊輸出端加短路保護。

選用優質的隔離電源模塊，降低電路的設計風險

ZLG致遠電子自主研發、生產的隔離電源模塊，具有寬輸入電壓范圍，隔離1000VDC、1500VDC、3000VDC多個系列，封裝形式多樣，兼容國際標準的SIP、DIP等封裝。同時ZLG致遠電子根據豐富的電源設計及應用經驗，可為用戶提供專業的電源外圍應用電路設計經驗參考，提升產品的可靠性。