DC-DC电源模块常见故障及解决方案
DCDC电源模块常见故障及解决方案
书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
DCDC电源模块常见故障及解决方案
电源模块作用是为微控制器、集成电路、数字信号处理器、模拟电路
及其他数字或模拟负载供电。
电源模块虽然可靠性比较高,但在使用过程
也可能出现故障,主要的故障原因分为两大类:参数异常和使用异常。
下文
将分析较为常见的电源模块参数异常故障问题,提供相应的解决方案,其中
的某些故障,您或许也遇到过。
一、输入电压过高
针对电源模块输入参数异常——输入电压过高。
这种异常轻则导致系统
无法正常工作,重则会烧毁电路。
那幺输入电压过高通常是哪些原因造成
的呢?
l 输出端悬空或无负载;
l 输出端负载过轻,轻于10%的额定负载;
l 输入电压偏高或干扰电压。
针对这一类问题,可以通过调整输出端的负载或调整输入电压范围,具体
如下所示:
l 确保输出端不小于少10%的额定负载,若实际电路工作中会有空载现象,就在输出端并接一个额定功率10%的假负载;
l 更换一个合理范围的输入电压,存在干扰电压时要考虑在输入端并上TVS管或稳压管。
二、输出电压过低
针对电源模块输出参数异常——输出电压过低。
这可能会导致整体系统
不能正常工作,如微控制器系统中,负载突然增大,会拉低微控制器供电电
压,容易造成复位。
并且电源长时间工作在低输入电压情况下,电路的寿命
专注下一代成长，为了孩子。
DC-DC电源模块高温失效原因
DC /DC电源模块高温失效原因时间：2011-04-18 15:30:26 来源：维库作者：摘要：为了得到一款军品级模块因为导致高温失效的原因，通过对模块内部元件加热测试，观测模块电学参数的变化，并与模块整体加热电学参数变化的结果做比较。
得到影响模块输出电学参数变化的最主要的元件，同时对该元件特性分析，获得元件随温度变化失效的原理。
测得其输出电压随环境温度的上升，而缓慢下降的主要原因来自于光耦的温度特性。
环境温度达到150℃左右时，模块内变压器磁芯温度将达到居里点附近，使模块输出电压几乎为零。
0 引言DC/ DC 电源模块（以下简称模块），是一种运用功率半导体开关器件实现DC/ DC 功率变换的开关电源。
它广泛应用于远程及数据通信、计算机、办公自动化设备、工业仪器仪表、军事、航天等领域，涉及到国民经济的各行各业，并在远程和数字通信领域有着广阔的应用前景。
随着电子技术的高速发展，开关电源的应用领域越来越广泛，所工作的环境也越来越恶劣，统计资料表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10% , 温升为50℃时的寿命只有温升25 ℃时的1/ 6。
本文所研究的电源模块是中电集团第四十三所研制的广泛用于军工的一款高性能DC/ DC 电源模块。
与Interpoint 的MHF2815S+ 相比，具有输出效率高，产生热量少，抗浪涌能力高等优点。
在DC/ DC 电源模块电源结构中主要的元器件有：脉宽调制器（控制转换效率）、光电耦合器（输入与输出隔离，避免前后级干扰，并传递取样信息给PWM, 保持输出电压的稳定）、VDMOS（功率转换部件，利用其良好的开关特性提高转换效率）和肖特基二极管（整流以及滤波，是功率输出的主要部件）。
1 电源模块输出电压与工作温度的关系为了摸清电源模块电学参数随温度变化的情况，首先对电源模块整体进行加热，测试其输入电流、输出电流、输出电压（Vout ）电学参数，试验条件：保持输入电压28 V，输出负载15Ω，输出电流1 A；测试输入电流与输出电压随温度的变化。
DCDC电源模块常见故障及解决方案
DCDC电源模块常见故障及解决方案DC-DC电源模块是一种将直流电压转换为不同电压的电源模块，在各种电子设备中广泛应用。
然而，由于长时间使用、环境条件不佳或其他原因，DC-DC电源模块可能会出现故障。
以下是一些常见的故障及解决方案：1.输出电压不稳定：-检查输入电压是否稳定并符合规格要求。
-检查输出负载情况，确保在电源模块的额定负载范围内。
-检查输出电容是否正常，如果电解电容老化，应及时更换。
-检查电源模块是否受到外部电源干扰，需注意电源线的防护措施。
2.输出电压无输出或输出电压过低：-检查输入电压是否正常并符合规格要求。
-检查输出电压调节器是否损坏，如有必要，更换调节器。
-检查输出电容是否损坏或短路，如有必要，更换电容。
3.输出电压过高：-检查输入电压是否超过规格要求，确保输入电压稳定。
-检查输出电压调节器是否损坏，如有必要，更换调节器。
-检查电源模块是否受到外部干扰，如有必要，添加适当的滤波电路。
4.过载保护触发：-检查输出负载是否超过电源模块的额定负载范围。
-检查是否存在短路或过电流情况，及时排除故障。
-根据电源模块的规格和参数调整输出负载。
5.温度过高：-检查电源模块是否有足够的散热措施，如散热片或风扇。
-保持电源模块周围空气流通畅通，避免长时间使用在封闭的环境中。
-检查电源模块的温度传感器是否损坏，如有必要，更换传感器。
除了以上常见故障，还有一些其他问题可能导致DC-DC电源模块故障：-电源线连接不稳或接触不良，需要检查连接情况并确保连接稳定。
-输入电压波动或电源毛刺过大，需使用合适的电源滤波器。
-输入电压极性错误，需要检查输入极性并正确连接。
在维修或更换DC-DC电源模块时，应注意以下事项：-先断开输入电源，确保安全操作。
-根据电源模块的规格书和技术文档进行维修或更换。
总的来说，DC-DC电源模块的故障可能涉及多个方面，正常的维护保养和正确的使用方法可以有效避免故障发生。
若故障发生，根据具体问题进行排查和解决是最有效的方式。
DC-DC电源模块常见故障及解决方案
DC-DC电源模块常见故障及解决方案
DC-DC电源模块常见故障及解决方案
电源模块作用都是为微控制器、集成电路、数字信号处理器、模拟电路及其他数字或模拟负载供电。
电源模块的虽然可靠性比较高，但在使用过程也可能出现故障，主要的故障原因分为两大类：参数异常和使用异常。
下文将分析较为常见的电源模块参数异常故障问题，提供相应的解决方案，其中的某些故障，您或许也遇到过。
一、输入电压过高
针对电源模输入参数异常——输入电压过高。
这中异常轻则导致系统无法正常工作，重则会烧毁电路。
那么输入电压过高通常是那些原因造成的呢?
输出端悬空或无负载;
输出端负载过轻，轻于10%的额定负载;
输入电压偏高或干扰电压。
针对这一类问题，可以通过调整输出端的负载或调整输入电压范围，具体如下所示：
l确保输出端不小于少10%的额定负载，若实际电路工作中会有空载现象，就在输出端并接一个额定功率10%的假负载;
l更换一个合理范围的输入电压，存在干扰电压时要考虑在输入端并上TVS管或稳压管。
二、输出电压过低
针对电源模输出参数异常——输出电压过低。
这可能会导致整体系统不能正常工作，如微控制器系统中，负载突然增大，会拉低微控制器供电电压，容易造成复位。
并且电源长时间工作在低输入电压情况下，电路的寿命也会出现极大的折损。
因此输出电压偏低的问题是不容忽视的，那么输出电压过低通。
DC-DC电源模块常见使用问题剖析与处理
DC-DC电源模块常见使用问题剖析与处理微功率DC-DC电源模块以高集成度、高可靠性、简化规划等多重优势，遭到许多电子规划者的喜爱。
电源模块尽管运用电路简略，操作简略，但往往在运用时仍是会遇到一些常见问题。
针对此本文对电源模块常见的运用问题以及怎么排除故障进行具体的剖析，期望对规划者的电源模块选型时有所协助。
常见问题一：输出纹波噪声偏大原因1：模块在运用时，负载为动态负载，使得模块输出电压峰峰值变大，但留意这不是纹波噪声。
当负载电流假如进行周期性骤变时，模块输出电压的峰峰值会变大。
这是一个瞬态量，但有时会被误以为是纹波噪声。
所以当运用一个电源模块给多个电路单元供电时，关于有周期性负载改动的电路，前级需求添加π型滤波，减小这部分电路的瞬态改动对其他电路的搅扰。
例如，下图中电路B由于负载巨细的改动，使得输入电压动摇。
为了减小电路B对电路A的搅扰，主张在电路B的输入端添加π型滤波。
图 1 电路链接框图原因2：示波器地线问题在测验电源输出的纹波噪声时，示波器的地线夹和地线、模块输出引脚构成一个环路，类似于天线接收器，会引进其他噪声。
假如测验的环境搅扰大，这种噪声也会由示波器引进，影响纹波噪声测验的成果。
且往常咱们购买的示波器探头的地与示波器内部的大地线相连，这种状况对工频搅扰的抗扰才能弱，简单引进搅扰噪声。
所以在运用中最好确保示波器探头浮地处理(阻隔开示波器的电源地，或许直接运用电池供电的示波器)，削减引进的搅扰。
假如丈量目标的供电电源也是浮地，这样更好，这样就不会导致电路特性的改动，使模块输出噪声增大。
常见问题二：模块发动后，输出电压偏低原因1：输入端有防反接电路图 2 模块防反接链接框图举例：图2中的ZY_FKES-3W模块是定压输入非稳压输出模块，其输出电压会跟着输入电压和负载巨细的改动而改动的。
由于在电路规划时，在其输入侧添加了防反接二极管，所以这会导致到模块输入端的电压下降，然后输出电压变小。
DC-DC电源模块故障诊断方法
收稿日期：2020年9月10日，修回日期：2020年10月15日作者简介：高会壮，男，硕士，工程师，研究方向：元器件可靠性。
陈光，男，高级工程师，研究方向：元器件可靠性。
陈波，男，硕士，高级工程师，研究方向：元器件可靠性。
李瑞媛，女，硕士，工程师，研究方向：元器件可靠性。
∗1引言DC-DC 电源作为电子系统的二次或三次电源，是电源母线与各单机系统之间的“桥梁”，起到为各个工作模块提供工作电源的作用。
随着集成电路技术的发展，以DC-DC 转换器为主体的开关电源以转换率高、重量轻、体积小等优势逐步取代了传统的线性电源。
DC-DC 电源模块发展符合轻小型、智能化、长寿命等发展趋势，是电源系统的关键部分，其可靠性将直接决定电源系统的稳定性，甚至会影响设备任务的成败，造成灾难性后果［1~2］。
轨道交通设备所受影响主要来源是温度应力与振动应力，这些环境影响对内部DC-DC 电源模块正常工作带来威胁，导致其性能随着工作时间逐步退化。
比如在振动应力的作用下，导致基板受力不均，MOS 管、二极管等表贴器件会产生破裂，导致故障。
另外，电应力可能造成器件瞬间击穿等失效情况，这些故障对设备的正常状态影响非常大［3~4］。
本文基于DC-DC 电源模块常见故障模式，选取典型器件进行仿真分析，确定故障诊断方法。
DC-DC 电源模块故障诊断方法∗高会壮陈光陈波李瑞媛（航天科工防御技术研究试验中心北京100854）摘要DC-DC 电源模块作为电子系统电源供应器，随着在工程设备中应用广泛，其退化情况与故障情况越来越受到关注。
针对DC-DC 电源模块的很多研究都倾向于把其内部某些器件单独拿出来进行分析，并研究相应的测试方法。
论文通过有限元分析得出电源模块内部薄弱环节，并利用PSpice 仿真得出了内部器件故障特征的确定方法。
通过对输出波形的分析，实现了光电耦合器和MOS 管的故障诊断，结果显示光电耦合器对电路抗干扰的调节能力有较大影响。
DCDC系列模块电源常见故障分析
If—用电设备的最大吸收电流；
K—裕量系数，一般取 1.5~1.8；
DC/DC 系列模块电源常见故障分析
定压输入非稳压输出系列产品常见故障分析（一）
产生原因 1、 输入电源功率不足使电源模块启动不 良 2、输入电源电压偏低 3、输入滤波电感内阻太大 4、输入端导线过细，线损过大
采取措施
1、换用更大功率的输入电源 2、将输入电压调准 3、 减小滤波电感值或降低电感的内阻 4、 增大导线截面积或缩短导线长度以降ห้องสมุดไป่ตู้内阻
1、输入端有过压情况 2、对于输入端稳压用的 78L05 等线性 稳压器的前后端未接储能电容或电容位 置不对 3、 输入端欠压情况 4、输入端焊接不良
1、 在模块的输入端并接一个 TVS 管钳位 2、线性稳压器的前后端接足够的储能电容且电容要紧 靠线性稳压器的输入输出端 3、 重设输入电压 4、 确保端焊接良好 1、确保输出端至少有 10%的额定负载。若实际电路中 无负载或负载过轻，就在输出端并接一个额定功率 8% 或依此比例的、递增的假负载，确保电源模块实际负载 至少达额定负载的 10%
5、 对于输入端稳压用的 78L05 等线性 5、 线性稳压器的前后端接足够的储能电容且电容要紧 稳压器的前后端未接储能电容或电容位 靠线性稳压器的输入输出端 置不对 输出电压低 6、 线性稳压器的压差过大 于标称值 7、 输入端的防反接保护二极管压降过大 1、检查输出电路是否使用功率过大或有短路现象，贵 司可改用我司输出功率更大的产品或检查输出电路 2、输出外接电容应小于技术手册规定的最大值，一般 1、输出电路中有过流现象存在 2、输出外接滤波电容过大 根据输出电流选电容值，原则是 1uF/100mA（对于输 出功率小于 0.5W 及输出电压高于 20V 的产品， 建议不 外接电容），如确需降低输出纹波，可先在输出端串联 一个 4.7-10uH 电感后再并联一个电容组成 LC 型滤波 电路。 输入电压偏高 输出电压高 于标称值 将输入电压调准 确保模块工作时输出端至少有 8%的额定负载。若实际 1、输出端悬空或无负载 电路工作中会有空载现象， 就在输出端并接一个额定功 载的 10% 1、输入电源极性接反了 2、输入电压远远高于标称电压 刚上电， 电源 模块就烧坏 了 或上电过程 1、输出外接电容太大或电容耐压不够 中， 电源模块 2、输出电路易引起短路 损坏率高 3、SMD 产品输出空载 1、在输入端串联一个低压降的二极管作为防反接保护 2、重新设定输入电压 1、输出外接电容应小于技术手册规定的最大值，一般 根据输出电流选电容值，原则是 1uF/100mA（对于输 出功率小于 0.5W 及输出电压高于 20V 的产品， 建议不 外接电容），如确需降低输出纹波，可先在输出端串联 一个 4.7-10uH 电感后再并联一个电容组成 LC 型滤波 电路。电容耐压值至少要达到电源电压的 1.5 倍以上。 2、在输出端增加短路保护电路 3、输出端加至少 10%的负载。 定压电压非稳压系列产品常见故障分析（二） 故障内容 产生原因 采取措施 2、实际负载过轻，轻于 10%额定负载 率 8%的假负载，确保电源模块实际负载至少达额定负 6、采用 LDO 线性稳压器以减少压差。 7、 采用压降小的二极管
电源模块常见故障处理方法
电源模块常见故障处理方法通用故障处理流程在安装和调试过程中，监控模块发生告警的现象属于该过程中正常现象。
掌握了通用的故障处理流程，就能根据故障现象查找故障根源，进行分析，从而排除故障。
通用的故障处理流程如下：常见的单元类型分为交流配电单元、直流馈电单元、充电模块、监控模块、综合测量模块、开关量模块、电池巡检模块、绝缘检测模块等。
⏹充电模块常见故障分析和处理方法充电模块保护●充电模块交流输入过压、欠压、缺相以及模块过温将导致充电模块保护，请根据故障代码进行确认。
●机柜装有玻璃门或者机柜密不透风，可能导致充电模块过温保护。
●机房环境温度过高，也将导致充电模块过热保护。
充电模块故障●充电模块的输出电压过高或者输出过流将导致模块保护，需要将模块断开交流后重新上电启动，方可恢复模块正常。
●在手动工作状态下时，输出过压告警值默认为242V，所以不合理的电压调整可能导致模块充电模块输出过压报警，该情况下重新调整模块的输出电压在正常范围内即可。
充电模块不均流●没有连接均流线，或均流线接错，可能导致不均流。
●控母模块和合闸模块之间不可以均流。
●断开均流线和通讯线，给模块加载，测量该模块的均流口上的信号，该信号的大小应满足i/1.05I×4.2V的要求，其中i为该充电模块的实际输出电流，I为该充电模块的额定输出电流；此时将均流口的正、负短接，模块的输出电压应下降10V左右。
充电模块通讯中断●充电模块的地址设置错误将导致充电模块通讯中断，两个不同的充电模块设置相同的地址也将造成监控模块通讯中断。
●模块在非工作状态下将导致充电模块通讯中断。
●监控器设置的模块个数多于实际模块个数时，将导致设置多余的模块报通讯故障，因为此时该模块不存在。
●充电模块的地址应该从1开始设置，同组模块地址必须连续设置。
模块输出电压几乎为零，输出电流在额定电流的15%以下●模块具有短路保护功能，请检查模块输出端是否存在短路现象。
充电模块电压输出无法达到设定的电压●充电模块的过载将导致限流，使充电模块的输出电压无法达到设定值。