隨著電子設(shè)備向高集成度、高可靠性方向發(fā)展,DC-DC電源模塊作為電子系統(tǒng)的"心臟",其穩(wěn)定性直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量。為了幫助技術(shù)人員快速定位和解決電源模塊應(yīng)用中的各類問題,我們特寫本文。
本文基于豐富的工程實(shí)踐案例和專業(yè)技術(shù)積累,我們梳理了DC-DC電源模塊常見的八大類故障現(xiàn)象及其解決方案。
一、模塊啟動(dòng)異常
1、模塊無法正常啟動(dòng)
產(chǎn)生原因:
A、輸出外接容性負(fù)載過重;
B、輸入電源功率不足;
C、輸出負(fù)載超載或啟動(dòng)瞬間電流過大瞬間電流過大;
D、未按手冊(cè)要求外接電容。
采取措施:
A、建議模塊外接電容容值不超過技術(shù)手冊(cè)規(guī)定的值;
B、增大輸入電源功率(建議≥1.5倍需求);
C、改用更大功率的電源模塊或者減輕負(fù)載;
D、參照技術(shù)手冊(cè)參數(shù)要求外接電容。
2、模塊啟動(dòng)瞬間失效
產(chǎn)生原因:
A、啟動(dòng)浪涌電流過大;
B、輸出的負(fù)載過重或者啟動(dòng)電流過大;
C、輸入電壓過高。
采取措施:
A、建議客戶按技術(shù)手冊(cè)上推薦模塊前端加浪涌抑制電路;
B、改用更大功率的電源模塊或者減輕輸出負(fù)載;
C、降低輸入電壓至規(guī)格范圍內(nèi)。
二、輸出電壓異常
1、輸出電壓偏低
產(chǎn)生原因:
A、輸入電源功率不足;
B、輸出負(fù)載(容性/感性)過重;
C、引線阻抗損耗大。
采取措施:
A、增加輸入電源功率;
B、改用更大功率模塊或者減輕負(fù)載;
C、降低輸出端引線阻抗。
2、正負(fù)電壓輸出不平衡
場景1:三路模塊中±電壓嚴(yán)重偏低
原因:正電壓輸出端空載或負(fù)載過輕;
措施:1、正電壓端加假負(fù)載;
2、改用±雙路輸出AC-DC或單路+DC-DC組合。
場景2:正電壓偏低、負(fù)電壓偏高
原因:正負(fù)負(fù)載不平衡(大于2倍差異);
措施:1、輕載端加假負(fù)載平衡;
2、改用單路DC-DC+±雙路DC-DC組合。
三、紋波與噪聲問題
1、輸出紋波噪聲較大
產(chǎn)生原因:
A、外接濾波措施不合理;
B、示波器未接地或帶寬不匹配(建議選擇20MHz);
C、系統(tǒng)干擾。
采取措施:
A、按技術(shù)手冊(cè)推薦濾波電路及參數(shù);
B、檢查示波器接地和帶寬設(shè)置;
C、單獨(dú)測試模塊確認(rèn)是否為系統(tǒng)干擾。
四、模塊過熱或損壞
1、 模塊表面燙手
產(chǎn)生原因:
A、超過額定負(fù)載(大于80%);
B、環(huán)境溫度過高(≥85℃);
采取措施:
A、降低負(fù)載至額定80%以內(nèi);
B、改善散熱或者按照降額曲線操作;
2、工作一段時(shí)間后損壞
產(chǎn)生原因:
A、輸出短路或者保險(xiǎn)絲熔斷;
B、輸入電壓超范圍;
C、觸發(fā)過溫保護(hù);
采取措施:
A、檢查引腳的焊接、保險(xiǎn)絲的規(guī)格;
B、確保輸入電壓在規(guī)格范圍以內(nèi);
C、改善散熱條件。
五、EMC與干擾問題
1、系統(tǒng)受干擾(例如對(duì)講機(jī))
產(chǎn)生原因:
A、輻射強(qiáng)度超規(guī)格(如距離小于10cm);
采取措施:
A、模塊遠(yuǎn)離干擾源(距離≥10cm)。
2、模塊與系統(tǒng)不兼容
產(chǎn)生原因:
A、敏感器件距離過近;
B、未能按照技術(shù)手冊(cè)接EMC電路。
采取措施:
A、調(diào)整距離并加屏蔽;
B、外接技術(shù)手冊(cè)推薦的EMC防護(hù)電路。
六、其他異常
1、模塊上電異響
產(chǎn)生原因:
A、輕載跳頻進(jìn)入人耳可聞的范圍;
B、負(fù)載阻抗不匹配。
采取措施:
A、外接≥10%負(fù)載或者按照技術(shù)手冊(cè)調(diào)整;
B、后端外接電容調(diào)試。
2、系統(tǒng)無法工作但模塊正常
產(chǎn)生原因:
A、系統(tǒng)時(shí)序與模塊上電時(shí)間不匹配。
采取措施:
A、優(yōu)化系統(tǒng)軟件程序。
七、總結(jié)
電源模塊的穩(wěn)定運(yùn)行是電子系統(tǒng)可靠工作的基礎(chǔ)保障,本文通過對(duì)DC-DC電源模塊常見故障的系統(tǒng)梳理,為工程技術(shù)人員提供了的問題診斷思路以及實(shí)用的解決方案。
關(guān)鍵要點(diǎn):
1、預(yù)防為主:多數(shù)故障可通過合理選型、規(guī)范安裝和正確使用來避免;
2、系統(tǒng)思維:電源問題往往需要從輸入、輸出、環(huán)境等多維度綜合分析;
3、規(guī)范操作:嚴(yán)格遵循技術(shù)手冊(cè)要求是確保模塊可靠工作的基本前提。
后續(xù)建議:
1、持續(xù)學(xué)習(xí):建議定期關(guān)注電源技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)和新型解決方案;
2、經(jīng)驗(yàn)積累:建立本單位電源故障案例庫,形成內(nèi)部知識(shí)沉淀;
3、技術(shù)支持:遇到特殊或復(fù)雜故障時(shí),及時(shí)聯(lián)系電源模塊供應(yīng)商獲取專業(yè)支持。