| 電源模塊以高集成度、高可靠性、簡(jiǎn)化設計等多重優(yōu)勢，受到許多工程師的青睞。但即便使用相同的電源模塊，不同的用法也會(huì )導致系統的可靠性大相徑庭。使用不當，非但不能發(fā)揮模塊的優(yōu)勢，還可能降低系統可靠性。
相信各位電路設計者在閱讀DC-DC隔離電源模塊的數據手冊時(shí)，第一時(shí)間關(guān)注的往往是首頁(yè)的電源參數，如功率、輸入電壓、輸出電壓、效率、工作溫度、耐壓等級等……但其實(shí)在實(shí)際應用中，數據手冊中的“電路設計與應用”一節內容同樣重要，它為用戶(hù)在實(shí)際外圍電路設計過(guò)程中提供了寶貴的參考電路經(jīng)驗。如果電源模塊的外圍電路設計使用不當，非但不能發(fā)揮模塊的優(yōu)勢，還可能降低系統可靠性，本次我們就來(lái)談?wù)勔恍╇娫茨K外圍電路設計核心要點(diǎn)。
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(chǎng)合，需要增加額外的浪涌防護電路，以提升系統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(shí)現兩級防護，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(chǎng)合，MOV2可能無(wú)法承受浪涌沖擊而提前損壞，導致整個(gè)系統癱瘓。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(guò)早損壞。
圖1 兩級浪涌防護
增加一個(gè)電感，構成兩級防護電路。如電路（c）、（d）所示，串入一個(gè)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(jìn)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(guò)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(guò)程中，由于認識不足等原因，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的穩定性。
圖2 容性負載過(guò)大
如圖2中的電路（a）所示，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)大可能導致啟動(dòng)不良，而對于不帶短路保護的微功率DC-DC模塊，輸出電容過(guò)大甚至可能導致模塊永久損壞。
3．接開(kāi)關(guān)電源芯片，注意啟動(dòng)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(méi)有設計欠壓鎖定，在VIN電壓較低時(shí)即開(kāi)始啟動(dòng)，若OUT負載過(guò)重，可能被24V模塊誤判為短路或容性負載過(guò)大，從而導致啟動(dòng)不良。
圖3 增加欠壓鎖定
因此推薦使用電路（b），外置簡(jiǎn)單的欠壓鎖定，使24V模塊輸出電壓建立到預置值后再啟動(dòng)LM2576等外接開(kāi)關(guān)電源芯片，可以很大程度上避免啟動(dòng)不良問(wèn)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(jìn)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(lèi)模塊通常只對其中一路進(jìn)行穩壓反饋，另一路通過(guò)變壓器耦合達到所需的電壓。
當穩壓主路負載過(guò)重輔路過(guò)輕時(shí)，輔路電壓會(huì )飄高較多，此時(shí)輔路對電壓要求嚴格時(shí)，需增加三端穩壓器。而當非穩壓輔路負載過(guò)重主路過(guò)輕時(shí)，可能出現輸出電壓不穩定或者輔路電壓過(guò)低的情況，此時(shí)需給主路增加假負載。
致遠電子的部分模塊是主輔路均穩壓的，例如ZY0GD1212DI3-15W就是雙12V雙穩壓輸出產(chǎn)品。
5．并聯(lián)與冗余，不是一回事
當手頭有兩個(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)大的電流而導致模塊過(guò)功率。
圖4 冗余應用
如上圖電路（a）所示，負載需5W功率，超出單個(gè)模塊的帶載能力，則其中一個(gè)模塊可能存在超負荷使用的情況。對于此種應用，需使用單個(gè)大于5W功率的模塊，比如ZY0JGB12P-10W。而電路（b）則不然，每個(gè)模塊的功率均能滿(mǎn)足負載的需要，此時(shí)屬于冗余設計。
6．鉭電容雖好，放在電源輸入輸出需謹慎
鉭二氧化錳電容比較容易擊穿短路，抗浪涌能力差，開(kāi)機時(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，在未做嚴格評估的情況下，建議使用陶瓷電容或電解電容。
7. 選擇優(yōu)質(zhì)的隔離電源模塊，讓電路設計事半功倍
致遠電子自主研發(fā)、生產(chǎn)的隔離電源模塊，具有寬輸入電壓范圍，隔離1000VDC、1500VDC、3000VDC多個(gè)系列，封裝形式多樣，兼容國際標準的SIP、DIP等封裝，也可根據項目的特殊情況，提供量體裁衣的定制服務(wù)，為客戶(hù)定制特色功能、特別封裝的隔離電源。同時(shí)致遠電子根據豐富的電源設計及應用經(jīng)驗，可為用戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)的電源外圍應用電路設計經(jīng)驗參考，提升產(chǎn)品的可靠性。
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