导语:电源模块,简而言之,就是一个可以独立工作的电源系统。它的模块化设计使得它在多个领域都有广泛应用。
一、电源模块设计要点
组件选择的重要性
组件的选择对电源模块性能至关重要。比如,陶瓷或电解电容器通常用于高频滤波,而钽电容器则因为其长寿命、高温稳定性和良好的性能,被广泛应用于需要耐久性的场合。不过,不同产品使用不同,这一点我们必须牢记。
防浪涌保护措施
为了确保系统能够有效地应对各种干扰,我们需要设计出既有效又可靠的防浪涌保护措施。这包括正确配置TVS管和过流保护元件,以及考虑到不同的应用场景调整防护策略,以确保最佳的EMC性能。值得注意的是,双重防护措施并不是总是最好的选择,有时候可能会产生反效果。
减少不必要的组件数量
通过精心控制组件值,可以减少不必要的额外部件,从而延缓降级过程,并提高整体可靠性和效率。
双向输出管理
在双向输出模式下,我们需要特别注意负载平衡,以避免主辅两个路径中的输出差异导致的问题。在设计时,要确保两者之间能均匀调节输出以保持稳定。
二、排除常见故障问题
输入超标现象处理办法
当输入参数异常——输入电压过高时,这可能导致严重后果,如系统无法正常工作甚至损坏。如果你遇到了这种情况,你首先应该检查是否存在以下原因:
输出端悬空或无负载;
负载轻于10%以上;
输入偏高或存在干扰。
针对这些问题,可以采取以下步骤进行修正:
确保至少有10%以上额定负载接入到输出端,并为实际运行中可能出现空闲状态提供适当假负荷;
对输入端范围进行调整,并且如果存在干扰,则需考虑安装TVS管或者稳压管以去除干扰信号。
输出低压解决方案分析
对于输出参数异常——低于预期水平的情况,也是一种潜在威胁,因为这可能导致整个系统崩溃尤其是在微型设备中,它们容易受到供货短缺所引起的小幅度变化影响。此外,一旦长时间处于低输入条件下,其寿命也将显著缩短。那么造成此类问题的一些常见原因是什么?
输入较低或功率不足;
线路长度过长或太细,引起线损大增;
防反接二极管内阻过大;
滤波环路中使用了太大的感抗。
针对这些问题,可以通过以下方法进行改善:
提升给定的供应量,或更换具有更大功率能力的入口供给;
调整布线,使导线截面积增加并缩短传输距离以减小内部阻力;
换用具有较小压降特性的二极管;
降低滤波感抗值或者减少其内部阻抗;
噪声抑制策略探讨
噪声是一个评估电子变换质量的一个关键指标,而且布局方式等因素也会影响噪声水平。当你的设备表现出过高纹理噪声时,你应该寻找哪些因素是造成这一现象的一部分呢?
电源单元与主要循环敏感元件之间距离过近;
主要循环中的噪声敏感元件没有配备去耦动力学装置;
在多路设置中,由于每个单独路径上的隔离单元间产生差分放射式干扰;以及地线处理不当。
为了解决这个问题,你可以尝试以下几个步骤:
尽量远离主回路中的任何一个作为“热点”的弱点,或将它们分开;
在所有那些被认为高度敏感(例如A/D转换器、D/A转换器还是微处理机)的回路上加入0,01μF从静止移走带来的杂音;
使用一种新的隔离类型来代替那些发散差频辐射出的旧式隔离类型;以及采用远程接地原则,即尽量让一切连接到地面的部分尽量集中在地面板上方,但不要形成圈形结构来限制磁通道运动;
电容耐受测试技巧提升
最后,对待我们的隔离单元来说,它们被证明能够抵御数千伏脉冲,但经常发现它们不能达到预期标准。在哪些方面会降低它耐受能力呢?答案如下:
* 测试仪表本身就有启动阶段发生超调现象;
* 被选用的隔离型号并不符合要求;
* 修复期间频繁使用回流焊锡喷枪及热风枪等工具操作。
为了解决这一挑战,我们可以采取两种相互补充的手段:规范测试程序和规范维护实践:
* 在执行耐受测试之前逐渐加大施加到的最大力量直至达临界点;
* 采用具有更强隔离能力但成本更高的大型模型;
* 保持焊接温度适宜,避免反复焊接操作损害该零部件功能。