如何解決電源常見應用問題(DC/DC定壓篇)
發布時間：2020-09-10 責任編輯：wenwei
【導讀】開關電源以高集成度、高可靠性、簡化設計等多重優勢，受到許多產品設計者的青睞，但其容易上手，操作簡單的優點也會在使用中出現一些問題，例如：輸出電壓偏低/飄高、模塊損壞、EMC無法滿足等，針對這些可能發生的電源應用問題，該如何排查並解決相應故障。本文將主要針對DC/DC定電壓輸入電源應用入手分析幾種常見的電源輸出故障。
輸出電壓偏低/飄高
在日常使用中，由於外圍器件選用不合適、元件損壞、誤操作等，都有可能導致模塊在通電後出現輸出電壓偏低/飄高的問題，會讓後級電路無法正常工作。那麼通常是由哪些原因造成的呢？
輸入電壓偏低/飄高
排查方案：可實際測量輸入端端子電壓，並將輸入電壓調準確。
偏低：輸出外接濾波電容過大
排查方案：用電橋實測輸出容性大小。輸出外接電容應小於技術手冊規定的最大值。
偏低：輸入端防反接保護二極管壓降過大
排查方案：確認二極管陽極輸入端電壓。可采用壓降較小的二極管。
偏低：輸出電路存在過流現象
排查方案：在模塊輸出端串聯一個電流表，檢測輸出電流大小；或者檢測模塊輸入端電流大小，根據效率進行換算得出輸出電流大小。可改用我司輸出功率更大的產品。
飄高：輸出端負載過輕，輕於10%額定負載
排查方案：檢測輸出電流大小，確認實際帶載情況。需確保模塊工作時輸出端至少有10%額定負載，若實際電路存在小於10%額定負載情況，可在輸出端並聯一個額定功率10%左右的假負載。
電源模塊采用標準的開爾文測試法，如圖1所示，測試條件：室溫Ta=25℃，濕度＜75%。
圖1 開爾文測試法
模塊輸出不穩壓
電源模塊包括輸出穩壓與非穩壓2種類型。但在產品應用中，使用了輸出穩壓型的電源卻還是出現輸出不穩壓的情況，主要原因有以下幾種：
輸入/輸出端反接
在測試過程中，誤操作將輸入/輸出端反接，導致輸出端電壓跟隨輸入端電壓變化而變化。建議按照技術手冊引腳定義進行接線測試。
模塊後端存在反灌電壓
導致模塊內部穩壓器擊穿短路。排查方案：更換模塊，重新測試並對輸出電壓進行檢測。建議在模塊後端外接二極管或者TVS管，對反灌電壓進行抑製。
輸入端過壓
排查方案：檢測輸入電壓，判斷是否有電壓尖峰或超出最大輸入電壓要求。建議按技術規格書要求電壓範圍供電。
輸出噪聲大/紋波一片模糊
wenbohezaoshengshihengliangdianyuanmokuaiyouliedeyidaguanjianzhibiao，zaiyingyongdianluzhong，mokuaizhoubianyuanqijiandeshejibujudengyehuiyingxiangshuchuzaosheng，naxieyinsuduishuchuwenbohezaoshengyoujiaodayingxiangne？
電源模塊與主電路噪聲敏感元件（如A/D、D/A、或MCU等）距離過近
排查方案：用近場探頭檢測噪聲源。建議將電源模塊遠離主電路噪聲敏感元件或進行隔離。
多路係統中各單路輸出的電源模塊之前產生差頻幹擾
排查方案：使用銅箔包裹一路後接地，檢測另一路輸出端紋波噪聲是否有明顯變化。建議使用多路輸出的電源模塊替代多個單路輸出模塊。
主電路噪聲敏感元件的電源輸入端未接去耦電容
排查方案：測量模塊輸出端電容容值。建議在主電路噪聲敏感元件的電源輸入端接0.1uF去耦電容。
紋波和噪聲是疊加在直流輸出上的周期性和隨機性交流成分，它也影響著輸出精度，一般對紋波和噪聲采用峰-峰值計量（mVp-p）
第一步，先將示波器帶寬設置為20MHz，可以有效防止高頻噪聲；
第二步，采用平行線測試法、雙絞線法或靠測法。
圖2 平行線測試法
注意：
(1)C1：高頻陶瓷電容C1容值為1uF，C2根據技術手冊推薦的電容值選擇相應電容；
(2)兩平行線銅箔帶之間的距離為2.5mm，兩平行銅箔帶的電壓降之和應小於輸出電壓值的2%。
圖3 紋波噪聲測試波形
電源模塊故障問題種類繁多，本文針對以上幾種常見的DC/DC輸出故障問題，簡單闡述
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