小功率電源被廣泛地應用于電子電氣行業(yè)，在應用的過(guò)程中也時(shí)常出現一些電源故障，如啟機不良、輸出電壓偏低、模塊過(guò)熱等問(wèn)題，針對這些電源供電故障現象，如何定位背后的問(wèn)題？

目前，市場(chǎng)上電源模塊種類(lèi)繁多，不同電源產(chǎn)品的輸入電壓、輸出功率、功能及拓撲結構等都各不相同，其特點(diǎn)都是為微控制器、集成電路、數字信號處理器、模擬電路、及其他數字或模擬等負載供電。電源模塊的可靠性比較高，但也可能會(huì )發(fā)生故障，下面分析幾種常見(jiàn)的電源故障。

一、 輸出電壓偏低

電源輸出電壓過(guò)低，會(huì )讓后級電路無(wú)法正常工作，如在微控制器系統中，負載突然增大，會(huì )拉低微控制器的供電電壓，而造成微控制器復位，這會(huì )對整個(gè)系統級的電路帶來(lái)毀滅性的打擊，會(huì )造成一子落錯全盤(pán)毀的連鎖式反應。輸出電壓過(guò)低通常是由那些原因造成的呢？

輸出級并聯(lián)多個(gè)負載，在正常工作后，有負載需要較大的瞬態(tài)電流，造成電壓被瞬間拉低，從而影響其它并聯(lián)的負載；

輸出線(xiàn)路過(guò)長(cháng)或過(guò)細，造成線(xiàn)損過(guò)大，從而在線(xiàn)路間產(chǎn)生了不小的壓降，最終導致電源模塊的輸出電壓到真正的負載兩端時(shí)，電壓偏低；

防反接二極管的壓降過(guò)大，一般二極管的正向壓降在0.2~0.6V之間，如果電源模塊輸出的是5V電壓，那么高導通壓降的二極管所產(chǎn)生的電壓降就會(huì )使后級電路的電壓偏低，從而不能正常工作；

模塊外圍電路中的輸入濾波電感過(guò)大，導致內阻變大，電流扼制作用增強，當后級負載突然變重時(shí)，電流供應不上而導致負載兩端的電壓偏低。

解決方法：

1) 在輸出端并一個(gè)大電容或換用更大功率輸入電源；

2) 調整布線(xiàn)，增大導線(xiàn)截面積或縮短導線(xiàn)長(cháng)度，減小內阻，如果其電源模塊有Trim功能調節，可以調高輸出電壓來(lái)抵消線(xiàn)損產(chǎn)生的壓降；

3) 換用導通壓降小的二極管；

4) 減小濾波電感值且降低電感的內阻。

二、 輸入電壓偏高

由于某些電源模塊內部的電子元器件的電壓余量設計不夠，在輸入電壓過(guò)高時(shí)，造成模塊損壞，甚至燒毀，這是就需要我們在外圍做一些保護，哪些常見(jiàn)原因易造成輸入電壓偏高呢？

在電源模塊輸入端進(jìn)行熱插拔上電，此時(shí)其電壓尖峰及浪涌電流都較高，抗壓差的模塊會(huì )被瞬間擊穿損壞；

輸出端負載過(guò)輕，輕于10%的額定負載，對一些非線(xiàn)性穩壓的電源產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，模塊不一定會(huì )損壞，但會(huì )影響后級的一些性能，如效率偏低，模塊偏熱等；

前級供電電源的電壓沖擊導致輸入電壓偏高或產(chǎn)生干擾電壓，電磁兼容也較容易造成輸入電壓高，如雷擊浪涌、群脈沖

解決方法：

1) 確保輸出端不小于少10%的額定負載，若實(shí)際電路工作中常有空載現象，就在輸出端并接一個(gè)額定功率10%的假負載；

2) 更換一個(gè)合理且穩定范圍的輸入電壓源，存在干擾電壓時(shí)要考慮在輸入端并上TVS管或穩壓管，也可加EMC的外圍電路。

三、 模塊發(fā)熱嚴重

電源模塊在電壓轉換過(guò)程中有能量損耗，產(chǎn)生熱能導致模塊發(fā)熱，降低電源的轉換效率，影響電源模塊正常工作，但什么情況下會(huì )造成電源模塊發(fā)熱較嚴重呢？

使用的是線(xiàn)性電源模塊，由于線(xiàn)性電源內部的電路結構使得其功率導通壓降大，在相同的輸出功率下，線(xiàn)性電源模塊內部產(chǎn)生的損耗更大；

負載過(guò)流，超出數據手冊應用范圍使得內部關(guān)鍵器件溫度飆升；

環(huán)境溫度過(guò)高或散熱不良。

其他大發(fā)熱源熱傳遞

解決方法：

1) 使用線(xiàn)性電源時(shí)要加散熱片,或選擇效率高的開(kāi)關(guān)電源；

2) 換輸出功率更大的模塊，確保有70%~80%的負載降額；

3) 降低環(huán)境溫度，保持散熱良好。

四、 輸出噪聲較大

噪聲是衡量電源模塊優(yōu)劣的一大關(guān)鍵指標，在應用電路中，模塊周邊元器件的設計布局等也會(huì )影響輸出噪聲，哪些因素對輸出噪聲有較大影響呢？

電源模塊與主電路噪聲敏感元件距離過(guò)近；

主電路噪聲敏感元件的電源輸入端處未接去耦電容；

多路系統中各單路輸出的電源模塊之間產(chǎn)生差頻干擾；

地線(xiàn)處理不合理；

電源模塊輸入端的噪聲過(guò)大，未處理，直接耦合到電源模塊輸出端；

解決方法：

1) 將電源模塊盡可能遠離主電路噪聲敏感元件或模塊與主電路噪聲敏感元件進(jìn)行隔離；

2) 主電路噪聲敏感元件（如：A/D、D/A或MCU等）的電源輸入端處接0.1μF去耦電容；

3) 使用一個(gè)多路輸出的電源模塊代替多個(gè)單路輸出模塊消除差頻干擾；

4) 采用遠端一點(diǎn)接地、減小地線(xiàn)環(huán)路面積。

五、 電源模塊啟動(dòng)困難

在電源的應用電路中，經(jīng)常會(huì )出現電源模塊輸出端電壓不正常，輸出端就是沒(méi)有任何輸出，電源模塊也無(wú)損壞，是什么原因呢？或許是電源模塊本身就無(wú)法啟動(dòng)？

外接電容過(guò)大（即容性負載過(guò)大），需要充電的時(shí)間變長(cháng)，有些電源模塊在規定時(shí)間內不能建立好輸出電壓，就會(huì )進(jìn)入過(guò)流保護，從而模塊無(wú)輸出；

電子負載在CC模式下也會(huì )造成部分啟動(dòng)能力弱的電源模塊啟機不良，由于在CC模式下啟機的時(shí)候，其模擬的負載趨近于零，且反應調節時(shí)間相對較長(cháng)，絕大多數的電源模塊應用的環(huán)境屬于純電阻模式；

負載需要的電流過(guò)大，而電源模塊單位輸出的最大平均電流不夠導致模塊無(wú)法啟動(dòng)；

輸入線(xiàn)路過(guò)長(cháng)，使得線(xiàn)路之間產(chǎn)生的壓降過(guò)大，而導致輸入電壓低于模塊輸入電壓的下限要求；

解決方法：

1) 外接電容過(guò)大，在電源模塊啟動(dòng)時(shí)向其充電時(shí)間較長(cháng)，難以啟動(dòng)，需要選擇合適的容性負載；

2) 模塊測試盡量選擇更接近純阻模式負載測試；

3) 選擇功率合適的電源模塊；

4) 先測試電源模塊輸入端引腳電壓是否低于數據手冊要求的最低電壓，再根據實(shí)際情況提高電源輸入端的電壓。

六、 耐壓不良

一般隔離電源模塊的耐壓值可高達幾千伏，但在應用電路中，哪些因素會(huì )導致其耐壓能力降低？

選用的模塊隔離電壓值不夠，往往是應用工程師評估的耐壓值比在實(shí)際應用環(huán)境下的耐壓值低造成的；

維修中多次使用回流焊、熱風(fēng)槍?zhuān)?/p>

外圍電路布線(xiàn)與器件放置時(shí)未按安規相關(guān)的爬電距離來(lái)要求，也會(huì )造成耐壓不良。

用耐壓儀測試電源模塊隔離電壓的方法如圖5所示：

解決辦法：

1) 根據現場(chǎng)環(huán)境的實(shí)際評估值來(lái)選取耐壓值合適電源模塊，最好能預留500V以上的余量；

2) 焊接電源模塊時(shí)要選取合適的溫度，避免反復焊接，損壞電源模塊；

3) 嚴格按照安規規定的要求布置輸入與輸出之間的線(xiàn)路后器件。

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