开关电源应用中有哪些问题？-按键开关芯片

开关电源应用中有哪些问题？-按键开关芯片

小功率电源被广泛地应用于电子电气行业，在应用的过程中也时常出现一些电源故障，如启机不良、输出电压偏低、模块过热等问题，针对这些电源供电故障现象，如何定位背后的问题？本文将为您揭晓。

输出电压偏低

电源输出电压过低，会让后级电路无法正常工作，如在微控制器系统中，负载突然增大，会拉低微控制器的供电电压，而造成微控制器复位，这会对整个系统级的电路带来毁灭性的打击，会造成一子落错全盘毁的连锁式反应。输出电压过低通常是由那些原因造成的呢？

①输出级并联多个负载，在正常工作后，有负载需要较大的瞬态电流，造成电压被瞬间拉低，从而影响其它并联的负载;

②输出线路过长或过细，造成线损过大，从而在线路间产生了不小的压降，最终导致电源模块的输出电压到真正的负载两端时，电压偏低;

③防反接二极管的压降过大，一般二极管的正向压降在0.2~0.6V之间，如果电源模块输出的是5V电压，那么高导通压降的二极管所产生的电压降就会使后级电路的电压偏低，从而不能正常工作;

④模块外围电路中的输入滤波电感过大，导致内阻变大，电流扼制作用增强，当后级负载突然变重时，电流供应不上而导致负载两端的电压偏低。

解决方法

①在输出端并一个大电容或换用更大功率输入电源;

②调整布线，增大导线截面积或缩短导线长度，减小内阻，如果其电源模块有Trim功能调节，可以调高输出电压来抵消线损产生的压降;

③换用导通压降小的二极管;

④减小滤波电感值且降低电感的内阻。

模块发热严重

电源模块在电压转换过程中有能量损耗，产生热能导致模块发热，降低电源的转换效率，影响电源模块正常工作，但什么情况下会造成电源模块发热较严重呢？

①使用的是线性电源模块，由于线性电源内部的电路结构使得其功率导通压降大，在相同的输出功率下，线性电源模块内部产生的损耗更大;

②负载过流，超出数据手册应用范围使得内部关键器件温度飙升;

③环境温度过高或散热不良;

④其他大发热源热传递。

解决方法

①使用线性电源时要加散热片，或选择效率高的开关电源;

②换输出功率更大的模块，确保有70%~80%的负载降额;

③降低环境温度，保持散热良好。

输出噪声较大

噪声是衡量电源模块优劣的一大关键指标，在应用电路中，模块周边元器件的设计布局等也会影响输出噪声，哪些因素对输出噪声有较大影响呢？

①电源模块与主电路噪声敏感元件距离过近;

②主电路噪声敏感元件的电源输入端处未接去耦电容;

③多路系统中各单路输出的电源模块之间产生差频干扰;

④地线处理不合理;

⑤电源模块输入端的噪声过大，未处理，直接耦合到电源模块输出端。

解决方法

①将电源模块尽可能远离主电路噪声敏感元件或模块与主电路噪声敏感元件进行隔离;

②主电路噪声敏感元件（如：A/D、D/A或MCU）)的电源输入端处接0.1μF去耦电容;

③使用一个多路输出的电源模块代替多个单路输出模块消除差频干扰;

④采用远端一点接地、减小地线环路面积。

开关电源印制板铜皮走线的注意事项：
走线电流密度：现在多数线路采用绝缘板缚铜构成。常用线路板铜皮厚度为35μm，走线可按照1A/mm经验值取电流密度值，具体计算可参见教科书。为 保证走线机械强度原则线宽应大于或等于0.3mm。铜皮厚度为70μm 线路板也常见于开关电源，那么电流密度可更高些。

模块电源行列也有部分产品采用多层板，主要便于集成变压器电感等功率器件，优化接线、功率管散热等。具有工艺美观一致性好，变压器散热好的优点，但其缺点是成本较高，灵活性较差，仅适合于工业化大规模生产。

单面板，市场流通通用开关电源几乎都采用了单面线路板，其具有低成本的优势，在设计，及生产工艺上采取一些措施亦可确保其性能。为保证良好的焊接机械结构性能，单面板焊盘应稍微大一些，以确保铜皮和基板的良好缚着力，而不至于受到震动时铜皮剥离、断脱。

一般焊环宽度应大于0.3mm。焊盘孔直径应略大于器件引脚直径，但不宜过大，保证管脚与焊盘间由焊锡连接距离最短，盘孔大小以不妨碍正常查件为度，焊盘孔直径一般大于管脚 直径0.1-0.2mm。多引脚器件为保证顺利查件，也可更大一些。

单面板上元器件应紧贴线路板。需要架空散热的器件，要在器件与线路板之间的管脚上加套管，可起到支撑器件和增加绝缘的双重作用，要最大限度减少或避免外力 冲击对焊盘与管脚连接处造成的影响，增强焊接的牢固性。

线路板上重量较大的部件可增加支撑连接点，可加强与线路板间连接强度，如变压器，功率器件散热器。双面板焊盘由于孔已作金属化处理强度较高，焊环可比单面板小一些，焊盘孔孔径可 比管脚直径略微大一些，因为在焊接过程中有利于焊锡溶液通过焊孔渗透到顶层焊盘，以增加焊接可靠性。

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