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 DC-DC电源模块应用故障排查

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发表于 2019-7-2 07:00 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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DC-DC电源模块应用故障排查
0 F) R: y  J/ \4 Y& d
" P" z# p  S1 K' L6 u& [$ C
电源模块因集成度高、可靠性好、优异的一致性等优势，获得广泛应用。虽然模块化简化了应用，偶尔还会反馈一些问题，下文从应用的角度出发，分析电源模块常见的使用问题，希望对实际应用有所帮助。8 H- J( O" U+ W% }

: @* V* `' U6 O8 c4 {& u) I4 _一、模块启动后，输出电压不稳定或者偏低2 K7 `4 G; i( G1 T; g
1、输出导线阻抗过大或者电压表连接不规范
* E2 y1 T6 N: ^# P, h+ E$ p% y
$ j& ^1 o: ?$ j
% ^  X2 a7 |( S图 1  模块连接框图* M# Y/ g# m; W. F
4 }& I: i9 b9 a
客户在使用电源模块时，测试输出电压，经常测试被供电电路输入端的电压。由于模块输出端到被供电电路的输入端阻抗过大，会使得测量值比实际值偏低。测试模块的输出电压，应该测量模块输出引脚之间的电压。
  @& S* I: Y" V+ e& }% q0 f8 ]: e( a9 m; a4 F
在模块检查入库时，直接读取电子负载仪上显示的电压，需要特别注意模块输出导线的阻抗和连接线的接触情况。6 x  F' M/ J& a% P" k7 D. y

6 `2 g6 Z; o. v3 i$ M# b; p( N2、客户在使用模块时，未准确估算出所需的电源模块功率，使模块处于超载启动或者超载工作状态
5 U6 D/ l4 s2 o& [: ]- X1 j, l: M4 N5 V. R
图 2  E_UHBDD-10W系列电源模块
$ `+ a- z: v& P+ o7 a5 }9 ^+ v0 V) w- f7 |& T
例如，E_UHBDD-10W电源模块的额定功率为10W，即模块使用的功率范围不能超过10W，否则可能会导致模块启动不良或者输出电压偏低。建议改用更大功率模块或者减轻负载。' z8 d& q) u# f

) Q% Q) f6 t2 Z' P8 Z1 I二、模块烧坏
, w0 o% z$ A& F1、输入电源极性接反' F, y; d$ `- g
在使用电源模块时，电源模块反接上电，很容易烧坏。可能有一些模块由于电压或者电流不足原因，模块还能正常的输出。对于这类模块，建议不要再使用（可用于调试产品），电源反接过，会影响模块的使用寿命。
  K* u! B- ~$ A+ u' i* W8 q
+ Y0 l  L3 }! j  M$ V. I! A2、输入电压超出正常的输入电压范围
" A9 K4 K4 @, N
+ R5 I; h9 \' V2 J0 N- \图 3 ZY_WRFCS-3W系列电源模块
/ O9 l7 U% S3 @' h0 g  ]: L6 b+ W7 O" A* v3 M' c, d6 I8 y
在电源模块数据手册中给出了产品的输入电压范围，如图4表示ZY_WRFCS-3W系列模块的输入冲击电压。当瞬间输入电压高过最大值，模块内部的场效应管和二极管耐压超过额定耐压，可能烧毁。
! J& q5 {) `* ^! H9 G% x8 H6 c8 j' I
图 4  ZY_WRFCS-3W系列输入冲击电压: F: ]! z1 P  F8 u- N$ x

9 C! \( R* M. s" u& r3、模块在使用时，供电电源与模块之间导线过长，会使得导线的电感量大。开关电源模块的开关特性，使得输入端有电流纹波，这样容易引起导线和模块之间的振荡。长时间工作模块发热严重，容易损坏。& M" m6 E: @; {

$ `4 T$ D  s3 M$ k
9 L+ \4 W6 }; Z5 c  S图 5  电源模块连接框图
9 d% l3 p! v% R
: i2 v- F0 v/ M& X3 v7 [三、模块不能正常启动/ K0 e. B" `* W& ]
1、电源模块输出端通常推荐增加一定的滤波电容，由于认识的不足，使得模块输出端容性负载过大，模块启动不良。  \3 J0 u7 J; q
( y9 W" g: o6 G
图 6  ZY_WRFCS-3W中12系列模块参数
# t5 X# p4 t4 Q& h. e# o. o/ Z5 K( o( u5 C" ]* U
ZY1205WRFCS-3W模块，通过查阅数据手册如图6部分，建议模块最大输出电容为2200μF。建议模块外接的输出电容值不大于产品手册规定的最大容性负载。
2 G7 _( d+ v: E: m6 ~9 l% h0 a3 ], Z! g" a9 H
注意：模块输出端有增加LDO，LDO之后的容性负载也算电源模块的容性负载。
2 S4 c7 U( Z% B
6 F$ |( j) h7 p  I. ^2、模块在测试时，输入电源经常会限制电流，以防止模块烧坏。当模块带负载启动时，若没有将输入电源限流点调高，会使得模块启动不良。: {$ U; L+ X- j6 e
3、模块应用电路中，由于模块的启动时间的差别，使得后级电路有上电顺序的差别。后级部分电路先上电，可能导致模块内部变压器短路，使得模块上电损坏。建议在模块的输出负端到输出正端之间增加一个导通压降小的二极管。5 b( @( O% ?5 p, p9 Q. R$ O6 M
1 X8 @% _. X) b9 e, N2 M
四、输出纹波噪声大
; k. P! r9 l0 O$ P& p. p: |1、模块在使用时，负载为动态负载，使得模块输出电压峰峰值变大，而这已经不是纹波噪声。( r5 V2 z% m7 {- {; z- b

  R6 w  \- g0 I* Z. B% N9 r4 G. _$ U5 a/ N2 ]* {2 A2 L1 A
图 7  50%到75%负载周期性突变的输出电压波形1 g3 `) d! ]' C8 p/ e
' G' j2 b) W" A: b: L1 @! t
如图7所示，E2405UHBD-20W模块负载电流50%到75%负载周期性突变时的输出电压波形，这个已经不是纹波噪声。由产品数据手册知，这个参数为瞬态响应。8 Z6 L% n4 S) p
+ v5 H; _' h% }* P; N
纹波噪声测试还需要注意测试方法，常用测试方法有靠接发、平行线测试法、双绞线测试法等。

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