DC-DC电源模块基本信息

中文名称	电源模块	外文名称	Power supply module

DC-DC电源模块dc/dc电源模块的常见故障分析

尽管电源模块的可靠性比较高，但也可能发生故障，在dc/dc模块中，一般可能发生的故障有以下几种:

1、模块在使用过程中输出电压降低;

2、模块停止工作;

3、模块输出电压过高;

4、模块输入短路;

5、模块输出电流过大。

前两种dc/dc故障一般不会带来很大危险，可以故障诊断电路检测并报警。

第三种失效方式比较危险，它可以烧毁应用电路，一般通过过压保护电路来实现过压保护，另外也可以在输出端加稳压二极管来实现。设计时要合理选择二极管的参 数，防止由于温度不同造成稳压点的变化。有些模块本身自带过压保护。一般来讲，25w以下模块无过压保护功能，25w以上模块内部设计有过压保护电路。过 压保护点一般设计为135]--145]额定电压。详细设计时要确认模块是否具有这些功能，以免重复设计。

第四种会导致输入过流，严重时烧坏印制板，一般可以通过在输入端选择合适的保险管进行保护。保险管在布线时一般要布置在靠近电源模块的输入端，这样设计的目的是降低输入线的引线电感，避免保险管熔断时，引线电感引起输入端的过压。

第五种dc/dc故 障可以通过选择带有过流保护的电源模块，一般的电源模块都有过流保护功能，这种模块在其内部可以通过检测变化器原边或副边电流来实现，但要损失一定的效 率。在进行电压模块选择时，不是功率额定越大越好。如果降额过大，则用户板辅助短路时，由于传输压降的存在，输出电流不足以实现模块过流，有可能引起芯片 过热甚至损坏。

DC-DC电源模块造价信息

市场价

信息价

询价

DC-DC电源模块dc/dc模块电源的选择

选择使用dc/dc模块电源除了最基本的电压转换功能外，还有以下几个方面需要考虑:

1. 额定功率

一般建议实际使用功率是模块电源额定功率的30~80]为宜(具体比例大小还与其它因素有关，后面将会提到)，这个功率范围内模块电源各方面性能发挥都比较充分而且稳定可靠。负载太轻造成资源浪费，太重则对温升、可靠性等不利。所有模块电源均有一定的过载能力，例如鼎立信公司产品可达 120~150]，但是仍不建议长时间工作在过载条件下，毕竟这是一种短时应急之计。

2.封装形式

模块电源的封装形式多种多样，符合国际标准的也有，非标准的也有，就同一公司产品而言，相同功率产品有不同封装，相同封装有不同功率，那么怎么选择封装形式呢?主要有三个方面:① 一定功率条件下体积要尽量小，这样才能给系统其它部分更多空间更多功能;② 尽量选择符合国际标准封装的产品，因为兼容性较好，不局限于一两个供货厂家;③ 应具有可扩展性，便于系统扩容和升级。选择一种封装，系统由于功能升级对电源功率的要求提高,电源模块封装依然不变,系统线路板设计可以不必改动,从而大大简化了产品升级更新换代，节约时间。以鼎立信公司大功率模块电源产品为例:全部符合国际标准，为业界广泛采用的半砖、全砖封装，与vicor、 lambda等著名品牌完全兼容，并且半砖产品功率范围覆盖50~200w，全砖产品覆盖100~300w。

DC-DC电源模块dc-dc电源模块特点

小体积、高可靠性 输出稳压，精度可达±3]; 高性价比; 多种输入、输出电压; 内置输入滤波器，低电磁兼容特性; 铝壳磨沙氧化，六面屏蔽。 典型应用:工业仪表、数字电路、电子通信设备、卫星导航、遥感遥测、地面通讯科研设备等领域。

DC-DC电源模块常见问题

AC-DC电源模块的作用

一、隔离：1、安全隔离：强电弱电隔离IGBT隔离驱动浪涌隔离保护雷电隔离保护（如人体接触的医疗电子设备的隔离保护）2、噪声隔离：（模拟电路与数字电路隔离、强弱信号隔离）3、接地环路消除：远程信号...

求辅导，DC-DC电源降压原理。

降压电路是BUCK电路，开关S闭合的时候，VD二极管承受负压关断，电感充电，电流正向流动，电流值呈现指数上升趋势。开关S断开的时候，VD二极管起续流作用，电感开始放电，电流逐渐下降，通过负载和二极管回...

dcdc电源模块会导致功率变化吗

-非隔离结构如buck、boost等可以共地，隔离结构如反激、正激、桥式等不能共地。仅供参考！

dcdc电源模块的工作原理是什么？

DC-DC是用开关电源的思想实现的。DC-DC有降压和升压两种，在这里只说降压，比如说你给DC-DC输入10V，DC-DC内部有个振荡器和斩波模块，例如，把在一个时间段允许10V通过，另一时间段内不允...

dcdc电源模块为什么隔离电压只能到1500v

不会的，一般常规品做500-1500Vdc，但有的设备需求更高隔离耐压（价格略贵些），可向厂商定做更高的，如：安时捷科技耐压3000V

DC/DC电源模块高温失效原因

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，涉及到国民经挤的各行各业，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r开关电源韵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tnterlmint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28V，输出负载15Ω，输出电流1A；测试输入电流与输出电压随温度的变化。发现横块的输出电压有较明显的下降，输入电流，输出电流的变化趋势不是很明显，其变化趋势是伴随着温度的升高，电源模块的电压逐渐减小，而且趋势非常明显，从图1中可见，加热温度在50℃，Vout为14．98 V；温度为142℃时，Vout降为14．90 V。此外，因为模块的效率是其性能的重要指标，当效率下降到一定数值，模块也会因为产生热量过多而失效。为此计算了该试验条件下模块效率随温度的变化，从图2可见模块的效率，随着温度的升高，变化趋势更加明显，开始较为缓慢，随着温度的升高而逐渐加快，呈现玻尔兹曼指数分布。在测试中发现当温度升到150℃，模块输出电压为零。

为了寻找导致电源模块的输出电压随温度升高而明显下降的主要元器件，根据模块的电路，选择相应的元件搭建电路，该电路经过测试可以完成模块的所有功能，同时因为非集成化，可以对其元件单独测试，避免了集成元件因尺寸太小而难以测试的条件。下面对电源模块中的重要的元件单独加热，测试其电参数随温度的变化，同时测试电路Vout的变化。

2 元件温度性能对模块温度特性的影响

2.1 变压器

变压器在中不仅能传递能量，同时还起到了电气隔离的作用，变压器的原边与副边线圈匝数比的不同可以达到升压或降压的作用。在模块工作状态下，由于磁芯的涡流效应，变压器会产生很多的热量，成为模块热量产生的主要来源。实验中首先测试了变压器原边和副边线圈的电感量随温度的变化，如图3所示，从图3中可见随着温度的升高，线圈的电感量先增加，然后小幅下降，再小幅上升，在环境温度为220℃以前，变压器的原边与副本电感量的整体趋势是逐渐增加，当温度达到220℃，磁芯温度达到居壁点，线圈的电感量迅速降为零。对于不同磁芯材料的变压器其居里点温度有所不同，对于此类变压器，可知居里温度在220℃附近。当变压器温度接近居里点时，变压器电感量会迅速减小，会导致输出电压迅速下降。

实验中还测试了电路中的输入输出的其他电感元件的电感量随温度的变化。在整个加热阶段，其他元件的电感量随温度变化很小，与变压器电感量变化相比可以忽略。而且在变压器电感量下降的阶段，其他电感元件的电感量变化仍然较小。

为了校正环境温度与模块因自生热升高的温度，选择一模块，将模块外壳穿孔，并将感温线放到变压器的圆孔内部，测试变压器的温度，通过对测试数据处理，得到变压器温度与环境温度的关系函数：y=1．18x+13。可见变压器的温度远高于电源模块的工作温度。当环境温度为150℃，感温线测试的结果约190℃，由于感温线测试点是变压器圆孔内部的空气，不是变压器的磁芯温度，因此感温线的测量结果比实际的变压器的温度要低很多，由此可以判断变压器的磁芯温度将接近居里点，因此当模块的环境温度超过150℃时，模块中变压器的温度将达到变压器磁芯的居里点温度，此时模块的输出电压几乎为零。

2.2 脉宽调制解调器(PWM)

PWM的主要功能是根据输出反馈，调节脉冲波形的占空比，并驱动功率器件，从而得到稳定的直流输出电压。

在该型号电源模块中，PWM-SG3524的功能是提供两路方波信号给三极管和Vdmos，并根据方波信号的宽度控制VDMOS的导通与关断时间。在此试验中，对电路工作状态的PWM-SG3524单独加温，并测试输出方波信号与温度的关系，测得波形没有明显变化；在加温的同时对模块的输入、输出电流电压进行记录，发现随着PWM所在环境温度的升高输入电流与输入电压变化都很小；输出电压与输出电流变化也很小，加热PWM导致电参数变化与模块整体加热电参数相比可以忽略。证明PWM-SG3524对模块的温度特性影响较小。

2.3 VDMOS

VDMOS(垂直双扩散场效应晶体管)在模块电路中作为开关器件，在感性负载下工作，承受高尖峰电压和大电流，具有较高的开关损耗和温升，其开关频率可高达130 kHz，在这样高的频率下工作，可能引起内部多种退化机制，导致VDMOS的性能下降，甚至失效。

在本实验中对模块中的VDMOS单独加温，测试模块电学参数的变化，通过测试得到当温度到180℃时，输入电流随温度的升高有较为明显的增加。而输出电压、输出电流随温度的升高变化较小。此外计算模块的输出效率，判断模块是否处在正常工作状态，通过计算可到对VDMOS单独加热到180℃时，模块的输入电流迅速增加。而当温度升至220℃，输出电压几乎没有变化，由于模块在150℃已经失效，而此时单独加热温度已经高达180℃，远高于模块整体加热失效的温度，因此VDMOS的温度特性不是影响输出电压变化的原因。

2.4 二极管(SBD)

在模块中使用的二极管有稳压二极管，整流二极管，其中整流二极管在电压转换过程中扮演了重要的角色。在变压器的输出端，两个整流二极管在不同时段导通，使交流脉动电压转换为直流脉动。在本实验中，对电路中的SBD单独加热，发现随着温度的升高，模块的输出电压没有较明显的变化。因此模块在高温工作的环境下，SBD不是引起模块输出电压下降的主要因素。

2.5 光电耦合器

光电耦合器(以下简称光耦)以光为媒介传输电信号。它对输入，输出电信号有良好的隔离作用。光耦一般由3部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管(LED)，使之发出一定波长的光，它被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电一光一电的转换，从而起到输入、输出隔离的作用。由于光耦输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。

在模块中，光耦作为隔离输入、输出的重要部件，同时将输出端比较放大器输出的电流信号传输到PWM的9脚，而9脚是PWM的补偿端，它与比较器的反向输入端相连，控制PWM的11脚和14脚输出脉冲的宽度。从而调整模块的输出电压保持稳定。

在本实验中，首先测试模块中使用的光耦NEC2705的输入端电流与输出端电流的比例系数随温度的变化，输入端所加电流为11 mA，结果表明在25℃时，该光耦的电流传输比接近1：1，但是随着温度的升高，输入电流不变，输出端的电流逐渐减小，大约每升高10℃，光耦的电流传输比减小4％，结果如图4所示。

然后对工作状态中模块的光耦单独加热(模块光耦较大，可取下焊线后单独加热)，测量模块的输出电压，见图5。发现随着温度韵升高，模块电压逐渐下降，且与模块整体加热时测得的输出电压随温度上升而下降趋势基本符合。通过分析可知，随着环境温度的升高，电源模块各元件的功耗增加，将导致模块的输出电压的下降，此时应当通过光耦连接的反馈电路，使得PWM输出的脉宽增加，提高输出端的电压，但是由于光电耦合器的传输效率下降，不能完全将负反馈的结果传输给PWM。使得PWM输出脉宽比实际较窄，即电压调整能力降低，使输出电压随环境温度上升而下降。

3 结语

综上所述，模块温度特性表现为：在温度小于150℃的时候，模块的输出电压缓慢下降，原因是由于光耦电流传输比的下降引起；当温度大于150℃时，电源模块输出电压迅速下降，甚至输出电压几乎为零，其原因是此时模块中变压器的磁芯温度接近居里点温度(220℃)。变压器作用失效所引起。在此情况中，如果模块内部没有产生其他的损伤，当停止加热，模块温度恢复到室温，模块重新加电，模块输出电压仍能恢复到正常值。然而，对于本实验中测试的模块，当环境温度超过150℃左右时，由于模块变压器的磁芯温度达到距离点，使磁芯温度升高，该正反馈会使磁芯温度迅速升高，产生的热量也更多，造成模块内部其它器件的损坏，很容易造成模块的永久损毁。

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DC-DC电源模块WK312805s-02概述

主要特点:

软起动功能

M级工作温度范围Tc:-55℃~+105℃

概述:

WK3128***-02系列DC-DC电源模块，内部采用高密度组装工艺方法并配合使用具有优异性能的导热胶灌封而成。主要应用于航空、航天等军用领域和有高可靠要求的工业领域。模块的额定输入电压为直流28V，输入电压变化范围为16VDC~40VDC。该系列模块目前有4个规格的产品，其输出电压分别是5V、12V、15V、30V输出功率为2W。

该系列模块采用高频(400kHz)固定频率开关技术，模块输入部分内置有LC滤波器网络以减少对输入的干扰。内置软起动电路可以减小模块的启动电流。模块具有输出短路或过载保护电路，当输出过载或短路时,模块输出关断;当故障消除后,模块输出自动恢复正常。产品的设计与制造符合SJ20668-1998《微电路模块总规范》和Q/WK20101-2012《微电路模块WK312805S-02、WK312812S-02、WK312815S-02型电源模块详细规范》、Q/WK20254-2015《微电路模块WK312830S-02型电源模块详细规范》的要求。

绝对值参数:

输入浪涌电压:50VDC/100ms

工作温度(壳温):-55℃~105℃

存储温度范围:-55℃~125℃

焊接温度(焊接时间10s):300℃

DC-DC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。那么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常是那些原因造成的呢?如下图1所示。

l 输入电压较低或功率不足;

l 输出线路过长或过细,造成线损过大;

l 输入端的防反接二极管压降过大;

l 输入滤波电感过大。

图1 输出电压过低原因

针对这一类问题,可以通过调整供电或者更换相应的外围电路来改善,具体如下所示:

l 调高电压或换用更大功率输入电源;

l 调整布线,增大导线截面积或缩短导线长度,减小内阻;

l 换用导通压降小的二极管;

l 减小滤波电感值或降低电感的内阻。

三、输出噪声过大

针对电源模块输出参数异常——输出纹波噪声过大。众所周知,噪声是衡量电源模块优劣的一大关键指标,在应用电路中,模块的设计布局等也会影响输出噪声,那么输出纹波噪声过大通常是哪些原因造成的呢?

l 电源模块与主电路噪声敏感元件距离过近;

l 主电路噪声敏感元件的电源输入端处未接去耦电容;

l 多路系统中各单路输出的电源模块之间产生差频干扰;

l 地线处理不合理。

ZDS2024示波器测试有较大噪声干扰问题的电源模块,如图2所示:

图2 电源纹波波形图

针对这一类问题,可以通过将模块与噪声器件隔离或在主电路使用去耦电容等方案改善,具体如下:

l 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;

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

l 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;

l 采用远端一点接地、减小地线环路面积。

四、电源耐压不良

针对电源模块性能参数异常——电源模块的耐压不良。通常,隔离电源模块的耐压值高达几千伏,但可能在应用或测试过程中出现不能达到该指标的情况,那么哪些因素会大大降低其耐压能力呢?

l 耐压测试仪存在开机过冲;

l 选用模块的隔离电压值不够;

l 维修中多次使用回流焊、热风枪。

用耐压仪测试电源模块隔离电压的方法如图3所示:

图3 耐压测试图

针对这一类问题,可通过规范测试和规范使用两方面改善,具体如下所示:

l 耐压测试时电压逐步上调;

l 选取耐压值较高的电源模块;

l 焊接电源模块时要选取合适的温度,避免反复焊接,损坏电源模块。

五、电源模块启动困难

首先是破坏力较小的情况——电源模块在启动中出现启动困难,甚至启动不了。大家在使用电源模块过程中可能会出现电源模块输出端电压正常,输出端就是没有任何输出,电源模块也无损坏,是什么原因呢?具体原因如下所示:

l 外接电容过大;

l 容性负载过大;

l 负载电流过大;

l 输入电源功率不够。

针对这一类问题,可以通过调整输出端的电容以及负载或调整输入端的功率进行改善,具体如下所示:

l 外接电容过大,在电源模块启动时向其充电较长时间,难以启动,需要选择合适的容性负载;

l 容性负载过大时需先串联一个合适的电感;

l 输出负载过重时会造成启动时间延长,选择合适负载;

l 换用功率更大的输入电源。

六、模块发热严重

较启动困难而言,更为严重的使用异常情况是电源模块在使用的时候发热很严重。出现这种现象的根本原因是由于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。这会影响电源模块正常工作,并且可能会影响周围其他器件的性能,这种情况需要马上排查。那么什么情况下会造成电源模块发热较严重呢?具体原因如下所示:

l 使用的是线性电源模块;

l 负载过流;

l 负载太小:负载功率小于模块电源输出功率的10%,都会有可能会导致模块发热(效率太低);

l 环境温度过高或散热不良。

热成像仪观测下的发热电源模块如图4所示:

图4 电源模块热成像图

针对这一类问题,可以通过外在环境的优化或通过调整负载来改善,具体如下所示:

l 使用线性电源时要加散热片;

l 提高电源模块的负载,确保不小于10%的额定负载;

l 降低环境温度,保持散热良好。

七、模块电源损坏较快

那么比电源模块发热更为严重的使用异常情况自不必多说,那就是这个电源模块直接损坏了。那么电源模块使用没多久就损坏,并且更换后没几天又坏了,这是什么原因导致的呢?首先需要排除掉是否是使用劣质的电源这一情况,那么还有哪些因素会导致这一问题呢?具体原因如下图5所示:

l 输出负载过轻使其可靠性降低所致;

l 输出端电容过大导致模块启动时造成损坏;

l 输入端电压长期偏高导致模块输入端开关管损坏。

图5 电源模块损坏

这一类问题也是负载不匹配导致的,可以通过改变输出负载、电容或者改变合适的输入电压通过改善,具体如下:

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 选取符合电源模块技术手册规格的电容;

l 选择合适的输入电压。

八、电源模块上电后快速烧毁

较于上一种电源模块损坏的情况而言,更可怕的情况就是,不仅坏了电源甚至把整个电路都烧毁了。具体的现象就是电源模块刚上电就烧毁冒烟了,输入端的电容炸裂,如图6所示,这一类问题是最为严重的,需要在前期设计中尽量避免,那么若是已经发生了这一情况,它到底是什么原因导致的呢?具体如下所示:

图6 电源模块烧毁

l 输入电压极性接反了;

l 输入电压远远高于标称电压;

l 输出端极性电容接反了;

l 输出电路易引起短路或者外接负载在上电瞬间存在大电流。

这一类问题是最为严重的故障,需要重新检查一遍电路进行相应优化或者调整电压,具体如下所示:

l 接线前注意检查或加防反接保护电路;

l 选择合适的输入电压;

l 上电前检查电容极性,确保正确;

l 在电源模块输出端加短路保护。来源:ZLG致远电子

备注：数据仅供参考，不作为投资依据。