電源模塊以高集成度,、高可靠性,、簡化設計等多重優(yōu)勢，受到許多工程師的青睞,。但即便使用相同的電源模塊,，不同的用法也會導致系統(tǒng)的可靠性大相徑庭。使用不當,，非但不能發(fā)揮模塊的優(yōu)勢,，還可能降低系統(tǒng)可靠性。
相信各位電路設計者在閱讀DC-DC隔離電源模塊的數(shù)據(jù)手冊時,，第一時間關注的往往是首頁的電源參數(shù),，如功率,、輸入電壓、輸出電壓,、效率,、工作溫度、耐壓等級等……但其實在實際應用中,，數(shù)據(jù)手冊中的“電路設計與應用”一節(jié)內容同樣重要,，它為用戶在實際外圍電路設計過程中提供了寶貴的參考電路經(jīng)驗。如果電源模塊的外圍電路設計使用不當,，非但不能發(fā)揮模塊的優(yōu)勢,，還可能降低系統(tǒng)可靠性,，本次我們就來談談一些電源模塊外圍電路設計核心要點,。
1．兩級浪涌防護電路，使用不當適得其反
電源模塊體積小,，在EMC要求比較高的場合,，需要增加額外的浪涌防護電路，以提升系統(tǒng)EMC性能,。如圖1所示,，為提高輸入級的浪涌防護能力，在外圍增加了壓敏電阻和TVS管,。但圖中的電路（a）、（b）原目的是想實現(xiàn)兩級防護,，但可能適得其反,。如果（a）中MOV2的壓敏電壓和通流能力比MOV1低，在強干擾場合,，MOV2可能無法承受浪涌沖擊而提前損壞,，導致整個系統(tǒng)癱瘓。同樣的,，電路（b）,，由于TVS響應速度比MOV快，往往是MOV未起作用,，而TVS過早損壞,。
圖1 兩級浪涌防護
增加一個電感，構成兩級防護電路,。如電路（c）,、（d）所示，串入一個電感,，將防護器件分隔成兩級,，對高頻浪涌脈沖，電感具有較大的阻抗，因此首先起作用的是前端的壓敏電阻,，而后端的壓敏和TVS能夠進一步吸收殘壓保護模塊,。另外，即使是單級防護,，增加電感也能起到一定的作用,，避免浪涌電壓直接加到模塊輸入端。
2．輸出濾波電容過大,，導致模塊異常
電源模塊輸出端通常推薦增加一定的濾波電容,，但在使用過程中，由于認識不足等原因,，使用了過大的輸出濾波電容,，既增加了成本又降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
圖2 容性負載過大
如圖2中的電路（a）所示,，一個3W的模塊,，輸出使用了2000uF的電容，而通過查閱產(chǎn)品手冊了解到,，模塊建議最大輸出電容為800uF,。輸出電容過大可能導致啟動不良，而對于不帶短路保護的微功率DC-DC模塊,，輸出電容過大甚至可能導致模塊永久損壞,。
3．接開關電源芯片，注意啟動不良
如圖3所示,，電源模塊的輸出電壓是逐漸建立的,，電路（a）的LM2576沒有設計欠壓鎖定，在VIN電壓較低時即開始啟動,，若OUT負載過重,，可能被24V模塊誤判為短路或容性負載過大，從而導致啟動不良,。
圖3 增加欠壓鎖定
因此推薦使用電路（b）,，外置簡單的欠壓鎖定，使24V模塊輸出電壓建立到預置值后再啟動LM2576等外接開關電源芯片,，可以很大程度上避免啟動不良問題,。
或者可以使用功率余量更大的電源模塊， ON/OFF引腳也可以連接到MCU進行控制,。
4．雙路模塊,，注意負載平衡
對于雙路輸出模塊，兩路輸出對負載的要求不同,，這類模塊通常只對其中一路進行穩(wěn)壓反饋,，另一路通過變壓器耦合達到所需的電壓,。
當穩(wěn)壓主路負載過重輔路過輕時，輔路電壓會飄高較多,，此時輔路對電壓要求嚴格時,，需增加三端穩(wěn)壓器。而當非穩(wěn)壓輔路負載過重主路過輕時,，可能出現(xiàn)輸出電壓不穩(wěn)定或者輔路電壓過低的情況,，此時需給主路增加假負載。
致遠電子的部分模塊是主輔路均穩(wěn)壓的,，例如ZY0GD1212DI3-15W就是雙12V雙穩(wěn)壓輸出產(chǎn)品,。
5．并聯(lián)與冗余，不是一回事
當手頭有兩個相同的模塊,，而單個的功率不足時,，很自然的想到兩個模塊并聯(lián)使用，以滿足功率要求,，但將普通電源模塊并聯(lián)使用提升功率的方法存在極大隱患,，輸出電壓偏高的模塊需提供過大的電流而導致模塊過功率。
圖4 冗余應用
如上圖電路（a）所示,，負載需5W功率,，超出單個模塊的帶載能力，則其中一個模塊可能存在超負荷使用的情況,。對于此種應用,，需使用單個大于5W功率的模塊，比如ZY0JGB12P-10W,。而電路（b）則不然,，每個模塊的功率均能滿足負載的需要，此時屬于冗余設計,。
6．鉭電容雖好，放在電源輸入輸出需謹慎
鉭二氧化錳電容比較容易擊穿短路,，抗浪涌能力差,，開機時或外部供電接入時，很可能形成較大的浪涌電流或電壓,，造成鉭電容的燒毀短路或過壓擊穿,，在未做嚴格評估的情況下，建議使用陶瓷電容或電解電容,。
7. 選擇優(yōu)質的隔離電源模塊,，讓電路設計事半功倍
致遠電子自主研發(fā)、生產(chǎn)的隔離電源模塊,，具有寬輸入電壓范圍,，隔離1000VDC,、1500VDC、3000VDC多個系列,，封裝形式多樣,，兼容國際標準的SIP、DIP等封裝,，也可根據(jù)項目的特殊情況,，提供量體裁衣的定制服務，為客戶定制特色功能,、特別封裝的隔離電源,。同時致遠電子根據(jù)豐富的電源設計及應用經(jīng)驗，可為用戶提供專業(yè)的電源外圍應用電路設計經(jīng)驗參考,，提升產(chǎn)品的可靠性,。
致遠電源模塊以其效率高、輸入電壓范圍寬,、體積小、可靠性高,、耐沖擊、隔離特性好,，溫度范圍寬等特性,，適用于做板級的供電電源,，廣泛應用于電力,、工業(yè)自動化、通訊,、醫(yī)療,、交通,、樓宇自動化、儀器儀表和汽車電子等眾多領域,。