電源模塊是什么？

電源模塊被稱(chēng)為電路中的能源供應(yīng)站。它通過(guò)對(duì)電壓的轉(zhuǎn)換，把所需要的電流轉(zhuǎn)換成用戶(hù)所需要的直流電或交流電。

通過(guò)電源模塊可以為相關(guān)系統(tǒng)中的儀表或控制設(shè)備提供穩(wěn)定的交、直流電源輸出。而穩(wěn)定的電流可以為電路帶來(lái)著隔離、保護(hù)、電壓變換、穩(wěn)壓、降噪等作用。

電源模塊的組成部分主要有電解電容、光電耦合器、印制電路板、半導(dǎo)體器件、開(kāi)關(guān)變壓器、電位器、熔斷器等。模塊式的結(jié)構(gòu)帶來(lái)適配性高、可靠性高、功率高、易于維護(hù)及應(yīng)用廣泛的優(yōu)點(diǎn)。

由于模塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)甚多，因此模塊電源廣泛用于通信領(lǐng)域和汽車(chē)電子、航空航天等領(lǐng)域。

電源模塊的失效

電源模塊的失效通常是因?yàn)閮?nèi)部和外部某種因素導(dǎo)致其內(nèi)部組成元器件降級(jí)發(fā)生的。

內(nèi)部因素主要是生產(chǎn)材料、板卡設(shè)計(jì)、組裝和包裝的設(shè)計(jì)不合規(guī)或應(yīng)用不合規(guī)導(dǎo)致。

外部因素主要有過(guò)電應(yīng)力、靜電放電與過(guò)載等。而最常見(jiàn)的外部因素是當(dāng)使用溫度較高時(shí)，電源模塊容易老化降級(jí)，從而引致失效并容易帶來(lái)嚴(yán)重的后果。

電源模塊常見(jiàn)失效模式主要有以下幾種：

以上任何原因都可能導(dǎo)致電源模塊整體失效，從而導(dǎo)致整個(gè)電路的不穩(wěn)定或失效，在生活或生產(chǎn)中造成重大損失。

對(duì)電源模塊進(jìn)行篩選，能夠剔除前期老化失效的電源模塊。因此，在交付使用前篩選出合格的電源模塊產(chǎn)品就顯得極為重要。

廣電計(jì)量的服務(wù)能力

一個(gè)合格的電源模塊，它的輸入、輸出電參數(shù)必定是在合格范圍內(nèi)的，因此對(duì)電源模塊的電參數(shù)測(cè)試是電源模塊篩選的重要部分。

為此，廣電計(jì)量引進(jìn)CHROMA 8000電源模塊測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)快速、準(zhǔn)確、全面地對(duì)各種型號(hào)規(guī)格的電源模塊進(jìn)行電參數(shù)測(cè)試。

廣電計(jì)量通常對(duì)電源模塊做以下常規(guī)電參數(shù)測(cè)試用來(lái)評(píng)估電源模塊的性能好壞：

輸出精度測(cè)試

測(cè)試條件：在規(guī)定的輸入條件下，分別測(cè)量空載和滿(mǎn)載情況的輸出電壓，評(píng)估電源模塊的輸出滿(mǎn)足負(fù)載電路的輸入要求。

紋波測(cè)試

測(cè)試條件：在規(guī)定的輸入條件下，測(cè)量滿(mǎn)載時(shí)的輸出紋波。

為測(cè)試紋波時(shí)電源模塊輸出的交流分量，在測(cè)量開(kāi)關(guān)電源的紋波時(shí)，我們應(yīng)該將探頭放置在電源模塊輸出電容處，用盡可能小的環(huán)路來(lái)避免耦合的噪聲過(guò)大，導(dǎo)致實(shí)際測(cè)量的紋波過(guò)大。

同時(shí)，由于開(kāi)關(guān)電源的紋波頻率與自身開(kāi)關(guān)頻率基本一致，一般開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率在幾百kHz，因此我們常用20MHz的帶寬條件下測(cè)量電源紋波。

效率測(cè)試

測(cè)試條件：在不同的輸入條件下，測(cè)量不同負(fù)載條件的電源效率η。

其計(jì)算公式為：η=輸出功率÷輸入功率

電源模塊的效率主要用來(lái)對(duì)比性能，評(píng)估系統(tǒng)的負(fù)荷，是否考慮散熱措施等等。

動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試

電源模塊的動(dòng)態(tài)響應(yīng)反映出負(fù)載電流的變化對(duì)輸出電壓的影響。

測(cè)試條件：在規(guī)定的輸入條件下，調(diào)整負(fù)載電流從Io1階躍變化到Io2，測(cè)量不同負(fù)載條件下的輸出電壓值（Uo1,Uo2），從而計(jì)算出倆負(fù)載條件下的負(fù)載調(diào)整率，并且測(cè)量出輸出電壓值從Uo1變化到Uo2的瞬態(tài)反應(yīng)時(shí)間。

過(guò)流保護(hù)測(cè)試（短路保護(hù)）

測(cè)試條件：在規(guī)定的輸入條件下，增大輸出電流，直到檢測(cè)到電源輸出突然關(guān)斷，此時(shí)的輸出電流值，即為該電源模塊的輸出過(guò)流保護(hù)。

圖2 Chroma 8000 電源模塊測(cè)試系統(tǒng)

圖3 測(cè)試界面