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电源应用常见问题之输出异常

更新时间:2023-08-29      点击次数:215

摘要:本文简述了开关电源应用常见问题中的输出异常问题,并简要分析了问题产生的原因,同时给出了对应的验证方法和解决及预防的办法,以减少电源在不同应用中产生输出异常的可能,提升系统可靠性。


引言:

在日常工作中,工程师朋友们经常遇到以下电源输出异常的问题:

(1) 标称是24V的电源,测试时候为什么不是24V呢?

(2) 电源标称的纹波噪声等参数,实测为什么会超过手册标称值呢?

(3) 输入电压正常,工作一时间以后,输出怎么没了呢?

……

对此,本文将对常见的输出异常问题进行梳理,分析其原因并给出相应的解决方案。


常见的输出异常现象

电源作为用电设备的一个核心部件,我们通常希望它稳定可靠、高精度、高性能,这些指标我们能从其技术手册上查询得到。但是我们在实验室或实际应用中测试的时候,常常会发现测试参数与标称参数不符。通常有以下情况:

1、输出电压偏低或偏高;

2、输出纹波噪声超出规格;

3、持续工作一段时间后无输出;

当我们遇到这些问题时,该如何分析、确认并排除问题呢?接下来我们将对问题逐个进行分析


1、输出电压偏低或偏高

通常,输出电压偏低或偏高成因有两个:

1)误触到可调电阻:

判断方法:可用万用表直接测量输出端子电压,判断是否为标准输出电压;

解决办法:可按照标签纸上的方向旋转可调电阻,适当调高输出电压,以满足实际需求;


2)客户负载到电源之间线路距离过长,输出线损过大

判断方法:测试对比电源输出端电压和客户负载输入端电压;

解决办法:建议缩短并加粗电源到负载间的走线;

2、输出纹波噪声超出规格

通常,输出纹波噪声超出规格有三个有原因:

1)地线环引入高频信号干扰,示波器带宽设置较大

判断方法:检查测试纹波噪声的方法是否符合技术手册上的推荐方法和接线方法;

解决办法:使用正确的测试方法,不恰当的测试方法会使得测试失真,导致结果误判等等问题。通常在纹波噪声测试的时候我们会进行带宽的限制,这主要取决于被测模块的工作频率段。以电源模块为例,通常电源模块的工作频率都在500KHz以下,开关噪声的频率也大部分在5MHz以下,因此在测试的过程中,建议将带宽限制在20MHz内,这样才可以确保所测试到的是真实的电源产生的纹波噪声。同时在测试时,为避免示波器的供电电源的地线上会引入干扰,建议将示波器电源线上的地脚剪掉。


       常规的测试方法为平行线测试法和靠测法,平行线测试法如下:  

图中电容器C1 为陶瓷电容;C2为电解电容,默认C1、C2 分别为1uF、10 uF;

靠测法如下:

相对于常规的甩线测试,靠测法主要是减小了地线环的面积,避免在测试的过程中在地线环路中耦合到干扰,影响了测试结果。主要的方法是像图中所述,将地线夹子去掉,直接使用探头上的环铜作为地使用。这样可以有效的避免外接电磁环境对测试的影响。

2)隔离电源模块N线或输入大地对输出负极短接

判断方法:排查是否把电源模块N线/输入地--输出地短接,排查后端负载板是否存在负极接地点;

解决办法:不建议客户把隔离电源模块N线/输入地--输出地共接,如果实际应用需求负极接地且对EMC、纹波噪声要求不高或是对隔离电压没有要求情况下可以共地使用;

3)电源模块附近有大功率、强干扰设备或部件

解决办法:

a、客户系统布局将电源模块远离大功率设备;

b、电源模块前端加滤波外围电路;

c、电源模块输出端引线缩短以减少噪声耦合,有条件必要时可用金属壳屏蔽外界干扰;

3、持续工作一段时间后无输出

持续工作一段时间后无输出的原因,一般有两个:

1)环境温度过高负载未进行降额,电源工作一段时间后进入过温保护

判断方法:测量实际使用产品的环境温度和实际的带载情况,与技术手册上的降额曲线进行对比;

解决办法:a. 建议客户使用更高功率的产品或者按照技术手册上标注进行降额以满足高温使用;


b. 电源附近的布局尽量分散,客户系统外壳增加通风孔,必要时强制增加散热措施;

2)器件损坏

判断方法:a、先目测,观察整个不良产品有无烧器件,损坏器件、元器件虚漏焊等现象;

                 b、使用万用表检查产品输入、输出端是否存在短路的情况,保险丝是否已经开路;

解决办法:如发现如上a、b现象,联系我司销售人员,返厂检测维修;

3)输出指示灯不亮或者很暗

可能存在的原因:误触可调电阻导致输出电压很低,LED灯电流不够;

判断方法:按照便签纸上的方向旋转可调电阻增大输出电压,验证灯是否会变亮;

解决办法:适当调高输出电压,以满足实际使用需求;


总结

本文简述了开关电源应用常见问题中的输出异常问题,并简要分析了问题产生的原因,同时给出了对应的验证方法和解决及预防的办法,以减少电源在不同应用中产生输出异常的可能,提升系统可靠性。如在使用过程中出现问题,可与我司销售或技术人员联系,针对具体问题提供对应解决办法。

金升阳以专业的销售及技术服务团队,服务于客户,提供售前选型、售中技术交流、售后专业保障,为客户提供一站式解决方案。


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