提高电源模块应用电路稳定性的要点普及

随着电子科技的发展，电源模块因其小体积、高效率、宽输入电压范围、高可靠性、良好的抗冲击能力、宽温度范围等优点，广泛应用在工业电气、自动化电子、通信、医疗、交通、新能源、仪器仪表、汽车电子、航空航天、军工科研等领域设备。因为体积较小，通常需要外加电路设计，是一款板载电源。下面浅谈下提高电源模块应用电路设计稳定性的几个要点。

1、两级浪涌保护电路。电源模块很小，在高电磁兼容性要求的场合，需要增加额外的浪涌保护电路来提高系统的电磁兼容性。

如上图所示：为了提高输入级的浪涌保护能力，在外围增加了压敏电阻和TVS管。然而，图中的电路a、 b最初是为了实现两级保护，但可能会适得其反。如果a中MOV2的压敏电压和通流能力低于MOV1，在强干扰情况下，MOV2可能无法承受浪涌冲击而提前损坏，导致整个系统瘫痪。同样，在电路b中，由于TVS的响应速度比MOV快，往往MOV未起作用，而TVS过早损坏。

添加电感器以形成两级保护电路。如电路c、 d所示，电感串联，将保护器件分隔为两级。对于高频浪涌脉冲，电感阻抗较大，因此前端的变阻器首先起作用，而后端的压敏和TVS可以进一步吸收剩余电压保护模块。此外，即使是单级保护，增加电感也能起到一定的作用，从而避免浪涌电压直接加到模块输入端。

2、输出滤波电容过大，导致模块异常。通常建议在电源模块的输出端增加一定的滤波电容。然而，由于认识不足等原因，使用了过大的输出滤波电容，不仅增加了成本，而且降低了系统的稳定性。例如3W模块的输出使用1000uF的电容，并且从产品手册中得知该模块的最大输出电容为680uF。过大的输出电容可能导致启动不良，而对于没有短路保护的微功率DC-DC模块，过大的输出电容甚至可能导致模块的永久性损坏。

3、连接开关电源芯片，注意启动不良。如上图所示：电源模块的输出电压逐渐建立。电路A的LM2576未设计欠压锁定，当VIN电压较低时开始启动，如果输出负载过重，可能被24V模块误判为短路或容性负载过大，导致启动不良。

因此，建议使用电路b，外部简单欠压锁定，24V模块的输出电压达到预设值后，再启动外接开关电源芯片，如LM2576，这样可以很大程度上避免启动不良的问题。或者使用功率余量大的电源模块，开/关引脚也可以连接到MCU进行控制。

4、双路模块，注意负载平衡。对于双路输出模块，双路输出对负载的要求是不同的。通常，这种模块只向一路提供稳压反馈，另一路通过变压器耦合达到所需的电压，当主路负载过重而辅路过轻时，辅路的电压会升高。当辅路有严格的电压要求时，有必要增加一个三端稳压器。当非稳定辅路负载过重且主路较轻时，输出电压可能不稳定或辅路电压过低，需要给主路添加假负载。

5、并联和冗余不是一回事。当你有两个相同的模块，并且单个模块的功率不足时，很自然地会考虑并联使用来满足功率需求。然而，采用普通电源模块并联提高功率的方法存在很大的隐患，输出电压高的模块需要提供过大的电流而导致模块过功率。例如负载需要5W的功率，这超过了单个模块的负载能力，因此，其中一个模块可能过载。对于这种应用，应使用功率大于5W的单个模块。而下图电路b不是，并且每个模块的功率可以满足负载的需要，这是冗余设计。

6、虽然钽电容很好，但应注意是否放置在电源的输入和输出端。二氧化锰钽电容器容易击穿短路，抗浪涌能力差，启动时很可能形成大的浪涌电流或电压，导致钽电容烧毁短路或过压击穿。在没有严格评估的情况下，建议使用陶瓷电容器或电解电容器。

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