電源模塊輸出為何振蕩？

在復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)中，由于涉及功能繁多，因此需要各種各樣的電源進(jìn)行組合使用。各電源之間往往需要設(shè)計(jì)合適的電路進(jìn)行連接，中間電路設(shè)計(jì)得不合理的話就會(huì)導(dǎo)致電路出現(xiàn)問題。本文選擇一種情況進(jìn)行分析說明。

電源連接問題

在做AC-DC電源與DC-DC電源模塊連接時(shí)，為了降低電路的啟動(dòng)電流，在DC-DC電源模塊前端接入了熱敏電阻，具體電路如下圖1。結(jié)果在進(jìn)行電路測試時(shí)出現(xiàn)了問題，電路在關(guān)斷的時(shí)候DC-DC電源模塊輸出電壓出現(xiàn)振蕩，無法直接關(guān)斷，測試波形如圖2。

圖1 應(yīng)用電路圖

圖2 模塊關(guān)斷波形圖

問題分析

對圖2波形進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)輸出振蕩波形在AC-DC-24V電壓下降至低于8V時(shí)消失了，該電源模塊具有輸入欠壓保護(hù)功能，推測可能是模塊輸入端電壓在8V左右波動(dòng)，引發(fā)了欠壓保護(hù)，導(dǎo)致輸出端在不斷開啟和關(guān)閉間形成振蕩。

對模塊輸入端電壓波形進(jìn)行檢測如圖3，可見在AC-DC-24V電壓關(guān)斷下降后，VIN電壓下降至6.8V左右時(shí)出現(xiàn)了波動(dòng)，VIN電壓波動(dòng)區(qū)間與輸出12V電壓振蕩區(qū)間重合。由此可知，模塊關(guān)閉時(shí)輸出振蕩是由于模塊輸入端電壓波動(dòng)使得模塊反復(fù)進(jìn)入欠壓保護(hù)狀態(tài)所導(dǎo)致的。

圖3 測試波形圖

進(jìn)一步分析圖3中波形，可以看到VIN電壓與AC-DC-24V電壓在輸出震蕩結(jié)束前均存在壓差，結(jié)合電路圖中VIN與AC-DC-24V之間存在熱敏電阻RT1，可知RT1的存在使得電路存在壓差。在AC-DC-24V關(guān)斷時(shí)，由于壓差的存在，VIN電壓先下降至低于6.8V，此時(shí)模塊進(jìn)入欠壓保護(hù)狀態(tài)，模塊輸出關(guān)閉輸出電壓下降。此時(shí)AC-DC-24V電壓仍舊高于VIN電壓，故AC-DC-24V電壓會(huì)對電容C1、C2進(jìn)行充電，使得VIN電壓抬高至8V以上，模塊脫離欠壓保護(hù)狀態(tài)，輸出重新開啟輸出電壓上升。模塊重新啟動(dòng)后會(huì)消耗掉電容C1、C2提供的能量，使得VIN電壓再次下降至6.8V，模塊再次進(jìn)入欠壓保護(hù)狀態(tài)。模塊重復(fù)多次進(jìn)入和退出欠壓保護(hù)狀態(tài)，使得輸出電壓一直處于振蕩中，直至AC-DC-24V下降至低于8V后，不再進(jìn)入欠壓保護(hù)狀態(tài)，從而結(jié)束輸出振蕩狀態(tài)。

解決方案及驗(yàn)證

根據(jù)分析可知，因?yàn)殡娐分械臒崦綦娮鑂T1使得電路存在壓差，重復(fù)觸發(fā)了欠壓保護(hù)功能，從而導(dǎo)致輸出電壓振蕩。故可將熱敏電阻RT1去掉，電路原理圖如圖4，測試波形如圖5。

分析圖5波形，去掉熱敏電阻RT1后，AC-DC-24V電壓關(guān)斷下降后，VIN電壓同步下降且不存在壓差，模塊輸出電壓沒有出現(xiàn)振蕩。由此可知通過去熱敏電阻RT1便能解決此電路輸出振蕩問題。

圖4 去掉RT1電路

圖5 修改電路測試波形圖

啟動(dòng)電流的限制

E_UHBDD-6W、E_UHBDD-10W、E_UHBCS-6W這些產(chǎn)品內(nèi)部均設(shè)計(jì)有軟啟動(dòng)電路，用于降低模塊啟動(dòng)電流，能夠有效地限制啟動(dòng)電流尖峰，無需再增加額外的限流電路。