如何提高電源模塊可靠性

電源模塊以高集成度、高可靠性、簡化設計、免調(diào)試等多重優(yōu)勢,受到研發(fā)工程師的青睞,在電子產(chǎn)品中大量使用,但對于電源模塊,不同的用法會導致系統(tǒng)的可靠性大相徑庭。使用不當,還可能降低系統(tǒng)可靠性。下面舉幾個例子,說明模塊電源使用的注意事項:
       1.兩級浪涌防護電路,使用不當適得其反
電源模塊體積小,在EMC要求比較高的場合,需要增加額外的浪涌防護電路,以提升系統(tǒng)EMC性能。如圖1所示,為提高輸入級的浪涌防護能力,在外圍增加了壓敏電阻和TVS管。但圖中的電路(a)、(b)原目的是想實現(xiàn)兩級防護,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,在強干擾場合,MOV2可能無法承受浪涌沖擊而提前損壞,導致整個系統(tǒng)癱瘓。同樣的,電路(b),由于TVS響應速度比MOV快,往往是MOV未起作用,而TVS過早損壞。
      增加一個電感,構成兩級防護電路。如電路(c)、(d)所示,串入一個電感,將防護器件分隔成兩級,對高頻浪涌脈沖,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能夠進一步吸收殘壓保護模塊。另外,即使是單級防護,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.輸出濾波電容過大,導致模塊異常
       電源模塊輸出端通常推薦增加一定的濾波電容,但在使用過程中,由于認識不足等原因,使用了過大的輸出濾波電容,既增加了成本又降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

一個3W的模塊,輸出使用了2000uF的電容,而通過查閱產(chǎn)品手冊了解到,模塊建議最大輸出電容為800uF。輸出電容過大可能導致啟動不良,而對于不帶短路保護的微功率DC-DC模塊,輸出電容過大甚至可能導致模塊永久損壞。

      3.并聯(lián)與冗余,不是一回事
      當手頭有兩個相同的模塊,而單個的功率不足時,很自然的想到兩個模塊并聯(lián)使用,以滿足功率要求,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大的電流而導致模塊過功率。
       4.鉭電容雖好,放在電源輸入輸出需謹慎
       鉭電容的特點是壽命長、耐高溫、準確度高、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,開機時或外部供電接入時,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壓擊穿,在未做嚴格評估的情況下,建議使用陶瓷電容或電解電容。

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