揭秘開關(guān)電源調(diào)試,這 5 個問題你遇到過嗎?
開關(guān)電源的調(diào)試是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。然而,調(diào)試過程中常常會遇到一些棘手的問題,這些問題若不及時解決,可能會影響開關(guān)電源乃至整個電子設(shè)備的性能和穩(wěn)定性。下面將為您詳細(xì)介紹開關(guān)電源調(diào)試中常見的 5 個問題及其可能的成因。
輸出電壓異常
輸出電壓過高或過低:輸出電壓偏離設(shè)定值,過高或過低,這可能是由多種因素導(dǎo)致的。反饋回路故障是常見原因之一,例如反饋電阻阻值發(fā)生變化,會使反饋信號不準(zhǔn)確,從而影響輸出電壓;光耦損壞也會破壞反饋信號的正常傳輸,導(dǎo)致輸出電壓異常。此外,基準(zhǔn)電壓不準(zhǔn)確以及變壓器匝數(shù)比不合適,同樣會對輸出電壓產(chǎn)生影響。
電壓不穩(wěn)定:當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化或者輸入電壓出現(xiàn)波動時,輸出電壓出現(xiàn)較大幅度的波動,這反映出穩(wěn)壓控制電路的性能不佳。穩(wěn)壓控制電路響應(yīng)速度慢,無法及時對負(fù)載或輸入電壓的變化做出調(diào)整;濾波電容容量不足或損壞,不能有效地平滑電壓,都可能導(dǎo)致電壓不穩(wěn)定。
輸出電流異常
輸出電流不足:輸出電流無法達(dá)到預(yù)期值,可能是功率開關(guān)管導(dǎo)通不良、變壓器繞組短路、輸出濾波電感飽和等原因造成的。功率開關(guān)管老化、驅(qū)動不足會使導(dǎo)通電阻增大,限制了電流的輸出;變壓器繞組短路會導(dǎo)致能量傳輸效率降低,影響輸出電流;輸出濾波電感飽和則會使其失去濾波作用,進(jìn)而影響輸出電流的穩(wěn)定性。
過流保護(hù)頻繁觸發(fā):過流保護(hù)功能是為了保護(hù)開關(guān)電源和負(fù)載設(shè)備,但如果過流保護(hù)閾值設(shè)置不合理,過于敏感,就會在正常工作電流下頻繁觸發(fā);檢測電路故障會導(dǎo)致對電流的檢測不準(zhǔn)確,誤判為過流;負(fù)載存在瞬間大電流沖擊,也會使過流保護(hù)頻繁啟動,影響電源的正常工作。
紋波噪聲過大
高頻紋波:高頻紋波主要由開關(guān)頻率及其諧波引起。輸出濾波電容容量不足,無法有效濾除高頻信號;電感值不合適,不能對高頻電流進(jìn)行良好的抑制;PCB 布局不合理,導(dǎo)致高頻信號產(chǎn)生干擾,這些都可能使高頻紋波增大。例如,濾波電容的等效串聯(lián)電阻(ESR)過大,會使高頻紋波無法被有效濾除。
低頻紋波:低頻紋波通常是由輸入電源的波動或負(fù)載變化引起的。輸入濾波不良,不能有效平滑輸入電壓;反饋回路響應(yīng)慢,無法及時調(diào)整輸出電壓以適應(yīng)負(fù)載變化,都可能導(dǎo)致低頻紋波的出現(xiàn)。
發(fā)熱嚴(yán)重
功率開關(guān)管發(fā)熱:功率開關(guān)管在導(dǎo)通和截止過程中會產(chǎn)生較大的功耗,若散熱設(shè)計不合理,如散熱片面積過小,無法及時將熱量散發(fā)出去;風(fēng)道不暢,阻礙了空氣的流通,都會導(dǎo)致開關(guān)管溫度過高。長時間的高溫會影響開關(guān)管的性能和壽命。
變壓器發(fā)熱:變壓器的磁芯損耗和繞組電阻損耗會產(chǎn)生熱量。如果變壓器設(shè)計不合理,如磁芯材料選擇不當(dāng)、繞組匝數(shù)不合適,或者工作在飽和狀態(tài),都會使發(fā)熱加劇。此外,變壓器的繞制工藝不良,如繞組間的絕緣不好、導(dǎo)線截面積過小等,也可能導(dǎo)致局部過熱。
電磁干擾(EMI)問題
傳導(dǎo)干擾:開關(guān)電源的高頻開關(guān)動作會產(chǎn)生電磁干擾,并通過電源線傳導(dǎo)到其他設(shè)備。輸入濾波器設(shè)計不合理,不能有效抑制高頻干擾信號;接地不良,會使干擾信號無法通過地線有效泄放;PCB 布線不合理,會使干擾信號在電路中傳播,這些都可能導(dǎo)致傳導(dǎo)干擾問題。
輻射干擾:開關(guān)電源的電磁場會向空間輻射電磁干擾,影響周圍的電子設(shè)備。輻射干擾主要與開關(guān)頻率、功率等級、PCB 布局和外殼屏蔽等因素有關(guān)。開關(guān)頻率越高、功率等級越大,輻射干擾就越嚴(yán)重;PCB 布局不合理,會使電磁場分布不均勻,增加輻射干擾的強(qiáng)度;外殼屏蔽不良,無法有效阻擋電磁輻射,也會使輻射干擾問題更加突出。