提高電源可靠性的應用電路

時間：2016-04-20 14:38:16

關(guān)鍵字： AC-DC 電容電源技術(shù)解析電源模塊

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[導讀]電源模塊以高集成度、高可靠性、簡化設(shè)計等多重優(yōu)勢，受到許多工程師的青睞，但即便使用相同的模塊，不同的用法也會導致系統(tǒng)的可靠性大相徑庭。使用不當，非但不能發(fā)揮模塊的優(yōu)勢，還可能降低系統(tǒng)可靠性。

電源模塊以高集成度、高可靠性、簡化設(shè)計等多重優(yōu)勢，受到許多工程師的青睞，但即便使用相同的模塊，不同的用法也會導致系統(tǒng)的可靠性大相徑庭。使用不當，非但不能發(fā)揮模塊的優(yōu)勢，還可能降低系統(tǒng)可靠性。

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。

圖1 兩級浪涌防護

增加一個電感，構(gòu)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。

圖2 容性負載過大

如圖2中的電路(a)所示，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.接開關(guān)電源芯片，注意啟動不良

如圖3所示，電源模塊的輸出電壓是逐漸建立的，電路(a)的LM2576沒有設(shè)計欠壓鎖定，在VIN電壓較低時即開始啟動，若OUT負載過重，可能被24V模塊誤判為短路或容性負載過大，從而導致啟動不良。

圖3 增加欠壓鎖定

因此推薦使用電路(b)，外置簡單的欠壓鎖定，使24V模塊輸出電壓建立到預置值后再啟動LM2576等外接開關(guān)電源芯片，可以很大程度上避免啟動不良問題。

或者可以使用功率余量更大的電源模塊， ON/OFF引腳也可以連接到MCU進行控制。

4.雙路模塊，注意負載平衡

對于雙路輸出模塊，兩路輸出對負載的要求不同，這類模塊通常只對其中一路進行穩(wěn)壓反饋，另一路通過變壓器耦合達到所需的電壓。

當穩(wěn)壓主路負載過重輔路過輕時，輔路電壓會飄高較多，此時輔路對電壓要求嚴格時，需增加三端穩(wěn)壓器。而當非穩(wěn)壓輔路負載過重主路過輕時，可能出現(xiàn)輸出電壓不穩(wěn)定或者輔路電壓過低的情況，此時需給主路增加假負載。