Opatření proti poruchám napájecího modulu DC-DC a klasifikace úrovně nebezpečí
Výkonový modul je zařízení, které zjednodušuje návrh obvodu. Jednoduše připojte napájecí modul k desce plošných spojů a lze jej použít jako napájecí zdroj. Na trhu existují různé DC-DC napájecí moduly, které mají určité rozdíly ve struktuře nebo výkonu. Přestože napájecí moduly DC-DC mají vysokou spolehlivost, nejsou imunní vůči poškození. S jakými problémy se tedy moduly DC-DC během používání setkávají?
Několik běžných chybových projevů DC-DC napájecích modulů zahrnuje pokles výstupního napětí během používání, vypnutí modulu, příliš vysoké výstupní napětí modulu, zkrat na vstupu modulu a příliš vysoký výstupní proud modulu.
Vyděleno stupněm nebezpečí je riziko poklesu výstupního napětí a vypnutí modulu * nízké, což může usnadnit diagnostiku obvodu. Následující tři typy poruch jsou nebezpečnější.
Když je výstupní napětí modulu příliš vysoké, je vysoce pravděpodobné, že napájecí modul DC-DC spálí obvod, což je nebezpečný problém s poruchou. Obecně je ochrany dosaženo pomocí obvodů přepěťové ochrany nebo přidáním diody regulátoru napětí na výstupní svorku. Při návrhu je nutné rozumně volit parametry diody, aby nedocházelo ke změnám bodu stabilizace napětí vlivem různých teplot. Některé moduly jsou dodávány s vlastní přepěťovou ochranou. Obecně řečeno, moduly pod 25W nemají funkci přepěťové ochrany, zatímco moduly nad 25W jsou navrženy s obvodem přepěťové ochrany uvnitř. Body přepěťové ochrany jsou obecně navrženy pro jmenovitá napětí v rozmezí od 135 % do 145 %. Při detailním návrhu je nutné potvrdit, zda modul tyto funkce má, aby nedocházelo k duplicitnímu návrhu.
Když je vstup modulu zkratován, může to způsobit spálení desky s plošnými spoji. Této vážné poruše lze předejít umístěním pojistky na vstupní konec. Pojistková trubice je obecně uspořádána v blízkosti vstupního konce napájecího modulu během zapojování. Účelem této konstrukce je snížit indukčnost přívodu vstupního vedení a zabránit přepětí na vstupním konci způsobenému indukčností přívodu při roztavení pojistkové trubice.
Pokud je výstupní proud DC-DC napájecího modulu příliš vysoký, je nutné pro návrh zvolit výkonový modul s funkcí nadproudové ochrany. Obecné výkonové moduly mají nadproudovou ochrannou funkci, které lze dosáhnout detekcí primárního nebo sekundárního proudu transformátoru uvnitř, ale při určité ztrátě účinnosti. Při výběru napěťových modulů není nutně lepší mít vyšší jmenovitý výkon. Pokud je snížení výkonu příliš velké, při pomocném zkratu uživatelské desky v důsledku existence poklesu přenosového napětí není výstupní proud dostatečný k dosažení nadproudu modulu, což může způsobit přehřátí čipu nebo dokonce poškození.
