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如何提高电源模块可靠性

日期:2016年9月10日 11:16

 电源模块以高集成度、高可靠性、简化设计、免调试等多重优势,受到研发工程师的青睐,在电子产品中大量使用,但对于电源模块,不同的用法会导致系统的可靠性大相径庭。使用不当,还可能降低系统可靠性。下面举几个例子,说明模块电源使用的注意事项:
       1.两级浪涌防护电路,使用不当适得其反
电源模块体积小,在EMC要求比较高的场合,需要增加额外的浪涌防护电路,以提升系统EMC性能。如图1所示,为提高输入级的浪涌防护能力,在外围增加了压敏电阻和TVS管。但图中的电路(a)、(b)原目的是想实现两级防护,但可能适得其反。如果(a)中MOV2的压敏电压和通流能力比MOV1低,在强干扰场合,MOV2可能无法承受浪涌冲击而提前损坏,导致整个系统瘫痪。同样的,电路(b),由于TVS响应速度比MOV快,往往是MOV未起作用,而TVS过早损坏。
      增加一个电感,构成两级防护电路。如电路(c)、(d)所示,串入一个电感,将防护器件分隔成两级,对高频浪涌脉冲,电感具有较大的阻抗,因此首先起作用的是前端的压敏电阻,而后端的压敏和TVS能够进一步吸收残压保护模块。另外,即使是单级防护,增加电感也能起到一定的作用,避免浪涌电压直接加到模块输入端。

      2.输出滤波电容过大,导致模块异常
       电源模块输出端通常推荐增加一定的滤波电容,但在使用过程中,由于认识不足等原因,使用了过大的输出滤波电容,既增加了成本又降低了系统的稳定性。

  如图2中的电路(a)所示,一个3W的模块,输出使用了2000uF的电容,而通过查阅产品手册了解到,模块建议最大输出电容为800uF。输出电容过大可能导致启动不良,而对于不带短路保护的微功率DC-DC模块,输出电容过大甚至可能导致模块永久损坏。

      3.并联与冗余,不是一回事
      当手头有两个相同的模块,而单个的功率不足时,很自然的想到两个模块并联使用,以满足功率要求,但将普通电源模块并联使用提升功率的方法存在极大隐患,输出电压偏高的模块需提供过大的电流而导致模块过功率。
       4.钽电容虽好,放在电源输入输出需谨慎
       钽电容的特点是寿命长、耐高温、准确度高、滤高频谐波性能极好,但钽电容比较容易击穿短路,抗浪涌能力差,开机时或外部供电接入时,很可能形成较大的浪涌电流或电压,造成钽电容的烧毁短路或过压击穿,在未做严格评估的情况下,建议使用陶瓷电容或电解电容。

 

 

 

 

 


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