如何提高電源模塊可靠性
電源模塊以高集成度、高可靠性、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、免調(diào)試等多重優(yōu)勢(shì)，受到研發(fā)工程師的青睞，在電子產(chǎn)品中大量使用，但對(duì)于電源模塊，不同的用法會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的可靠性大相徑庭。使用不當(dāng)，還可能降低系統(tǒng)可靠性。下面舉幾個(gè)例子，說(shuō)明模塊電源使用的注意事項(xiàng)：
1．兩級(jí)浪涌防護(hù)電路，使用不當(dāng)適得其反
電源模塊體積小，在EMC要求比較高的場(chǎng)合，需要增加額外的浪涌防護(hù)電路，以提升系統(tǒng)EMC性能。如圖1所示，為提高輸入級(jí)的浪涌防護(hù)能力，在外圍增加了壓敏電阻和TVS管。但圖中的電路（a）、（b）原目的是想實(shí)現(xiàn)兩級(jí)防護(hù)，但可能適得其反。如果（a）中MOV2的壓敏電壓和通流能力比MOV1低，在強(qiáng)干擾場(chǎng)合，MOV2可能無(wú)法承受浪涌沖擊而提前損壞，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。同樣的，電路（b），由于TVS響應(yīng)速度比MOV快，往往是MOV未起作用，而TVS過(guò)早損壞。
增加一個(gè)電感，構(gòu)成兩級(jí)防護(hù)電路。如電路（c）、（d）所示，串入一個(gè)電感，將防護(hù)器件分隔成兩級(jí)，對(duì)高頻浪涌脈沖，電感具有較大的阻抗，因此首先起作用的是前端的壓敏電阻，而后端的壓敏和TVS能夠進(jìn)一步吸收殘壓保護(hù)模塊。另外，即使是單級(jí)防護(hù)，增加電感也能起到一定的作用，避免浪涌電壓直接加到模塊輸入端。
2．輸出濾波電容過(guò)大，導(dǎo)致模塊異常
電源模塊輸出端通常推薦增加一定的濾波電容，但在使用過(guò)程中，由于認(rèn)識(shí)不足等原因，使用了過(guò)大的輸出濾波電容，既增加了成本又降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
一個(gè)3W的模塊，輸出使用了2000uF的電容，而通過(guò)查閱產(chǎn)品手冊(cè)了解到，模塊建議最大輸出電容為800uF。輸出電容過(guò)大可能導(dǎo)致啟動(dòng)不良，而對(duì)于不帶短路保護(hù)的微功率DC-DC模塊，輸出電容過(guò)大甚至可能導(dǎo)致模塊永久損壞。
3．并聯(lián)與冗余，不是一回事
當(dāng)手頭有兩個(gè)相同的模塊，而單個(gè)的功率不足時(shí)，很自然的想到兩個(gè)模塊并聯(lián)使用，以滿(mǎn)足功率要求，但將普通電源模塊并聯(lián)使用提升功率的方法存在極大隱患，輸出電壓偏高的模塊需提供過(guò)大的電流而導(dǎo)致模塊過(guò)功率。
4．鉭電容雖好，放在電源輸入輸出需謹(jǐn)慎
鉭電容的特點(diǎn)是壽命長(zhǎng)、耐高溫、準(zhǔn)確度高、濾高頻諧波性能極好，但鉭電容比較容易擊穿短路，抗浪涌能力差，開(kāi)機(jī)時(shí)或外部供電接入時(shí)，很可能形成較大的浪涌電流或電壓，造成鉭電容的燒毀短路或過(guò)壓擊穿，在未做嚴(yán)格評(píng)估的情況下，建議使用陶瓷電容或電解電容。
1．兩級(jí)浪涌防護(hù)電路，使用不當(dāng)適得其反
電源模塊體積小，在EMC要求比較高的場(chǎng)合，需要增加額外的浪涌防護(hù)電路，以提升系統(tǒng)EMC性能。如圖1所示，為提高輸入級(jí)的浪涌防護(hù)能力，在外圍增加了壓敏電阻和TVS管。但圖中的電路（a）、（b）原目的是想實(shí)現(xiàn)兩級(jí)防護(hù)，但可能適得其反。如果（a）中MOV2的壓敏電壓和通流能力比MOV1低，在強(qiáng)干擾場(chǎng)合，MOV2可能無(wú)法承受浪涌沖擊而提前損壞，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。同樣的，電路（b），由于TVS響應(yīng)速度比MOV快，往往是MOV未起作用，而TVS過(guò)早損壞。
增加一個(gè)電感，構(gòu)成兩級(jí)防護(hù)電路。如電路（c）、（d）所示，串入一個(gè)電感，將防護(hù)器件分隔成兩級(jí)，對(duì)高頻浪涌脈沖，電感具有較大的阻抗，因此首先起作用的是前端的壓敏電阻，而后端的壓敏和TVS能夠進(jìn)一步吸收殘壓保護(hù)模塊。另外，即使是單級(jí)防護(hù)，增加電感也能起到一定的作用，避免浪涌電壓直接加到模塊輸入端。
2．輸出濾波電容過(guò)大，導(dǎo)致模塊異常
電源模塊輸出端通常推薦增加一定的濾波電容，但在使用過(guò)程中，由于認(rèn)識(shí)不足等原因，使用了過(guò)大的輸出濾波電容，既增加了成本又降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
一個(gè)3W的模塊，輸出使用了2000uF的電容，而通過(guò)查閱產(chǎn)品手冊(cè)了解到，模塊建議最大輸出電容為800uF。輸出電容過(guò)大可能導(dǎo)致啟動(dòng)不良，而對(duì)于不帶短路保護(hù)的微功率DC-DC模塊，輸出電容過(guò)大甚至可能導(dǎo)致模塊永久損壞。
3．并聯(lián)與冗余，不是一回事
當(dāng)手頭有兩個(gè)相同的模塊，而單個(gè)的功率不足時(shí)，很自然的想到兩個(gè)模塊并聯(lián)使用，以滿(mǎn)足功率要求，但將普通電源模塊并聯(lián)使用提升功率的方法存在極大隱患，輸出電壓偏高的模塊需提供過(guò)大的電流而導(dǎo)致模塊過(guò)功率。
4．鉭電容雖好，放在電源輸入輸出需謹(jǐn)慎
鉭電容的特點(diǎn)是壽命長(zhǎng)、耐高溫、準(zhǔn)確度高、濾高頻諧波性能極好，但鉭電容比較容易擊穿短路，抗浪涌能力差，開(kāi)機(jī)時(shí)或外部供電接入時(shí)，很可能形成較大的浪涌電流或電壓，造成鉭電容的燒毀短路或過(guò)壓擊穿，在未做嚴(yán)格評(píng)估的情況下，建議使用陶瓷電容或電解電容。
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