电源模块设计要点大揭秘国家级电力期刊榜首解密故障排除技巧

导语:电源模块,简而言之,就是将电源进行了模块化的设计。这种模块化的优点使得它在多个领域得到广泛应用。

一、电源模块设计要点

组件选择

不同组件具有不同的特性和性能,陶瓷电容器通常用于高频环境,而钽电容器则因其耐高温和良好的性能被广泛使用。但是,这些组件也存在局限性,如陶瓷电容器容易导致突破现象。而对于产品的使用方式同样重要,不同的产品可能需要不同的组合。

防浪涌保护措施

如何有效地防止过压波动对系统造成影响?这取决于正确配置并调整位置的电感器、TVS管以及其他保护元件。两级防护机制如果不当设置,将会适得其反,从而降低整个系统的EMC性能。

减少设计复杂度

通过精确控制每个组件以达到指定值,可以减少不必要的额外部件,从而延长设备寿命并提高整体可靠性。

双重供电设计

双重供电模块输出时应注意负载平衡,以确保主辅输入均匀调节输出,避免单一故障导致系统崩溃。

二、排除常见故障

输入功率异常

输入参数异常,如过高或干扰,使得系统无法正常工作甚至损坏硬件。这可能由几个原因引起,如无负载状态、轻量负载或者输入干扰。此时应:

确保至少10%以上额定负荷。

添加一个假设10%额定功率加载到输出端。

通过添加TVS管或稳压管来处理输入干扰问题。

输出偏低

输出偏低可能导致微型系统中突然增加负担,进而引发复位,并且长期运行在较低入力下会显著缩短设备寿命。常见原因包括较小入力、高线损失、高阻抗、二极管大压降及过大的滤波内阻。此时应:

调整为更大的功率供应。

改善布线以减少线损,或缩短线路长度。

使用有较小开关压降的小二极管。

降低滤波磁铁值或减小内阻。

输出噪声过大

噪声是衡量一个电子设备质量的一个关键指标。在实际应用中,不仅要考虑选用合适材料,还要注意布局对噪声传播效果。此类故障往往由以下几种情况引起:与敏感元件距离太近,没有去耦作用于敏感元件上端;多路共享网络中的相互干扰;地线管理不当。此时应:

尽可能远离或隔离主机及信号来源;

在敏感元(如A/D, D/A, MCU等)各接0.1μF去耦;

使用单体提供所有所需DC-DC转换功能;

采用远端星形接地模式,以最大程度减少环回路径面积;

4 电源耐压不足

尽管隔离式PSU可以承受数千伏,但在实际操作过程中仍然有出现不能达标的情况。这可能由于测试仪初次启动冲击、选择 PSU 隔离水平不足或者经历了多次热风焊锡与回流焊施加严苛条件后产生的问题。如果遇此问题,可采取以下措施:

a) 测试过程逐步升至预定的最高值;

b) 用更具足够隔离能力的PSU替换原有PSU;

c) 在焊接PSU期间保持恰当温度避免反复焊接伤害本身。

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