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電源模塊常見異常

輸入電壓過高

電源模塊輸入電壓過高，輕則導致系統無法正常工作，重則燒毀電路。

輸入電壓過高的原因：

（1）輸出端懸空或無負載

（2）輸出端負載過輕，輕于10%的額定負載

（3）輸入電壓偏高或干擾電壓

解決方法：可以通過調整輸出端的負載或者調整輸入電壓范圍。如：l確保輸出端不小于少10%的額定負載，若實際電路工作中會有空載現象，就在輸出端并接一個額定功率10%的假負載，l更換一個合理范圍的輸入電壓，存在干擾電壓時要考慮在輸入端并上TVS管或穩壓管。如：耐壓測試時電壓逐步上調，選取耐壓值較高的模塊，焊接模塊時要選取合適的溫度，避免反復焊接，損壞模塊。

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大功率開關型高壓直流電源廣泛應用于靜電除塵、水質改良、機和CT機等大型設備。電壓高達50~l59kV,電流達到0.5A以上,功率可達100kW。自從70年,日本的一些公司開始采用逆變技術,將市電整流后逆變為3kHz左右的中頻,然后升壓。進入80年代,高頻開關電源技術迅速發展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關元件,將電源的開關頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術成功的應用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統的體積進一步減小。模塊電源輸出電壓的調節對有TRIM或ADJ(可調節)輸出引腳的模塊電源產品，可通過電阻或電位器對輸出電壓進行一定范圍內的調節，一般調節范圍為±10%。國內對靜電除塵高壓直流電源進行了研制,市電經整流變為直流,采用全橋零電流開關串聯諧振逆變電路將直流電壓逆變為高頻電壓,然后由高頻變壓器升壓,后整流為直流高壓。在電阻負載條件下,輸出直流電壓達到55kV,電流達到15mA,工作頻率為25.6kHz。

從公式2可以看出，減小開關節點的回路面積會有效降低電磁干擾水平。如果回路面積減小為原來的3倍，電磁干擾會降低9.5dB，如果減小為原來的10倍，則會降低20 dB。設計時，從化圖4和圖5所示的兩個回路節點的回路面積著手，細致考慮器件的布局問題，同時注意銅線連接問題。盡量避免同時使用PCB的兩面，因為通孔會使電感顯著，進而帶來其他問題。恰當放置高頻輸入和輸出電容器的重要性常被忽略。若干年以前，我所在的公司曾把我們的產品設計轉讓給國外制造商。結果，我的工作職責也發生了很大變化，我成了一名顧問，幫助電源設計新手解決文中提到的一系列需要權衡的事宜及其他眾多問題。這其實是一個迭代過程，甚至連經驗最豐富的電源設計人員都使用這種方法。這里有一個含有集成鎮流器的離線式開關的設計例子：設計人員希望降低終功率級中的電磁干擾。我只是簡單地將高頻輸出電容器移動到更靠近輸出級的位置，其回路面積就大約只剩原來的一半，而電磁干擾就降低了約 6dB。而這位設計者顯然不太懂得其中的道理，他稱那個電容為“魔法帽子”，而事實上我們只是減小了開關節點的回路面積。