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如何解决电源常见应用问题(DC/DC定压篇)

发布时间：2020-09-10 责任编辑：wenwei

【导读】开关电源以高集成度、高可靠性、简化设计等多重优势，受到许多产品设计者的青睐，但其容易上手，操作简单的优点也会在使用中出现一些问题，例如：输出电压偏低/飘高、模块损坏、EMC无法满足等，针对这些可能发生的电源应用问题，该如何排查并解决相应故障。本文将主要针对DC/DC定电压输入电源应用入手分析几种常见的电源输出故障。
 
输出电压偏低/飘高
 
在日常使用中，由于外围器件选用不合适、元件损坏、误操作等，都有可能导致?？樵谕ǖ绾蟪鱿质涑龅缪蛊?飘高的问题，会让后级电路无法正常工作。那么通常是由哪些原因造成的呢？
 
输入电压偏低/飘高
 
排查方案：可实际测量输入端端子电压，并将输入电压调准确。
 
偏低：输出外接滤波电容过大
 
排查方案：用电桥实测输出容性大小。输出外接电容应小于技术手册规定的最大值。
 
偏低：输入端防反接?；ざ苎菇倒?/div>
 
排查方案：确认二极管阳极输入端电压?？刹捎醚菇到闲〉亩?。
 
偏低：输出电路存在过流现象
 
排查方案：在模块输出端串联一个电流表，检测输出电流大?。换蛘呒觳饽？槭淙攵说缌鞔笮?，根据效率进行换算得出输出电流大小?？筛挠梦宜臼涑龉β矢蟮牟?。
 
飘高：输出端负载过轻，轻于10%额定负载
 
排查方案：检测输出电流大小，确认实际带载情况。需确保模块工作时输出端至少有10%额定负载，若实际电路存在小于10%额定负载情况，可在输出端并联一个额定功率10%左右的假负载。
 
电源?？?/a>采用标准的开尔文测试法，如图1所示，测试条件：室温Ta=25℃，湿度＜75%。
 
如何解决电源常见应用问题(DC/DC定压篇)
图1 开尔文测试法
 
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电源模块包括输出稳压与非稳压2种类型。但在产品应用中，使用了输出稳压型的电源却还是出现输出不稳压的情况，主要原因有以下几种：
 
输入/输出端反接
 
在测试过程中，误操作将输入/输出端反接，导致输出端电压跟随输入端电压变化而变化。建议按照技术手册引脚定义进行接线测试。
 
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导致模块内部稳压器击穿短路。排查方案：更换模块，重新测试并对输出电压进行检测。建议在模块后端外接二极管或者TVS管，对反灌电压进行抑制。
 
输入端过压
 
排查方案：检测输入电压，判断是否有电压尖峰或超出最大输入电压要求。建议按技术规格书要求电压范围供电。
 
输出噪声大/纹波一片模糊
 
纹波和噪声是衡量电源?？橛帕拥囊淮蠊丶副?，在应用电路中，?？橹鼙咴骷纳杓撇季值纫不嵊跋焓涑鲈肷男┮蛩囟允涑鑫撇ê驮肷薪洗笥跋炷?？
 
电源模块与主电路噪声敏感元件（如A/D、D/A、或MCU等）距离过近
 
排查方案：用近场探头检测噪声源。建议将电源?？樵独胫鞯缏吩肷舾性蚪懈衾?。
 
多路系统中各单路输出的电源?？橹安钇蹈扇?/div>
 
排查方案：使用铜箔包裹一路后接地，检测另一路输出端纹波噪声是否有明显变化。建议使用多路输出的电源模块替代多个单路输出?？椤?/div>
 
主电路噪声敏感元件的电源输入端未接去耦电容
 
排查方案：测量?？槭涑龆说缛萑葜?。建议在主电路噪声敏感元件的电源输入端接0.1uF去耦电容。
 
纹波和噪声是叠加在直流输出上的周期性和随机性交流成分，它也影响着输出精度，一般对纹波和噪声采用峰-峰值计量（mVp-p）
 
第一步，先将示波器带宽设置为20MHz，可以有效防止高频噪声；
 
第二步，采用平行线测试法、双绞线法或靠测法。
 
如何解决电源常见应用问题(DC/DC定压篇)
图2 平行线测试法
 
注意：
 
(1)C1：高频陶瓷电容C1容值为1uF，C2根据技术手册推荐的电容值选择相应电容；
 
(2)两平行线铜箔带之间的距离为2.5mm，两平行铜箔带的电压降之和应小于输出电压值的2%。
 
如何解决电源常见应用问题(DC/DC定压篇)
图3 纹波噪声测试波形
 
电源模块故障问题种类繁多，本文针对以上几种常见的DC/DC输出故障问题，简单阐述
 
 
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