廣州頂源研究DC/DC電源模塊高溫失效的原因
DC/DC電源模塊(以下簡稱模塊),是一種運用功率半導體開關(guān)器件實現(xiàn)DC/DC功率變換的開關(guān)電源,廣泛應(yīng)用于遠程及數(shù)據(jù)通信、計算機、辦公自動化設(shè)備、工業(yè)儀器儀表、軍事、航天等領(lǐng)域。跟著廣州頂源研究一款高性能DC/DC電源模塊,具有輸出效率高,產(chǎn)生熱量少,抗浪涌能力高等優(yōu)點。
DC/DC電源模塊電源主要的元器件有;脈寬調(diào)制器(控制轉(zhuǎn)換效率)、光電耦合器(輸入與輸出隔離,避免前后級干擾,并傳遞取樣信息給PWM(保持輸出電壓的穩(wěn)定)、VDMOS(功率轉(zhuǎn)換部件)和肖特基二極管(整流以及濾波)。
1 電源模塊輸出電壓與工作溫度的關(guān)系
對電源模塊整體進行加熱,測試其輸入電流、輸出電流、輸出電壓(Vout)電學參數(shù)。
2 元件溫度性能對模塊溫度特性的影響
2.1 變壓器
變壓器不僅能傳遞能量,還起到電氣隔離的作用,變壓器的原邊與副邊線圈匝數(shù)比的不同可以達到升壓或降壓的作用。由于磁芯的渦流效應(yīng),變壓器會產(chǎn)生很多的熱量,成為模塊熱量的主要來源。
2.2 脈寬調(diào)制解調(diào)器(PWM)
主要功能是根據(jù)輸出反饋,調(diào)節(jié)脈沖波形的占空比,驅(qū)動功率器件,得到穩(wěn)定的直流輸出電壓。
2.3 VDMOS
VDMOS(垂直雙擴散場效應(yīng)晶體管)在模塊電路中作為開關(guān)器件,在感性負載下工作,承受高尖峰電壓和大電流,具有較高的開關(guān)損耗和溫升。
2.4 二極管(SBD)
有穩(wěn)壓二極管,整流二極管,整流二極管在電壓轉(zhuǎn)換過程中扮演重要角色。在變壓器的輸出端,兩個整流二極管在不同時段導通,使交流脈動電壓轉(zhuǎn)換為直流脈動。
2.5 光電耦合器
光電耦合器以光為媒介傳輸電信號,對輸入、輸出電信號有良好的隔離作用。
3 結(jié)語
模塊溫度特性表現(xiàn)為:在溫度小于150℃的時候,模塊的輸出電壓緩慢下降,是由于光耦電流傳輸比的下降引起;當溫度大于150℃時,電源模塊輸出電壓迅速下降,甚至幾乎為零,此時模塊中變壓器的磁芯溫度接近居里點溫度(220℃),變壓器作用失效。如果模塊內(nèi)部沒有產(chǎn)生其他的損傷,當停止加熱,模塊溫度恢復(fù)到室溫,模塊重新加電,模塊輸出電壓仍能恢復(fù)到正常值。