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如何设计和测试高可靠性电源模块?

2019-05-16 10:50:00

怎么样设计高可靠性电源模块和进行高可靠性电源模块测试


电源模块是一种可以直接安装在电路板上的电源单元。 其特点是可以为专用集成电路(ASIC)、数字信号处理(DSP)、微处理器、存储器、现场可编程门阵列(FPGA)等数字或模拟负载供电。


开关电源其实可分为AC/DC和DC/DC两大类。 DC/DC变换器采用了模块化设计,施工技术和生产工艺在国内外成熟标准化,得到用户的认可,更模块化的过程中存在复杂的技术和工艺制造问题。


电源模块一般指AC/DC和DC/DC转换器。 电路中常用的直流电源转换器模块作为现代科技产品的电源部分,已成为关键部件之一。 一、功率模块广泛应用于交换设备、接入设备、蜂窝无线电、微波通信、光传输、路由器等通信领域,以及汽车电子、航空航天等。 电源模块的可靠性极大地影响了设备的可靠性,因此电源模块的可靠性成为保证所有参数和性能的前提。 影响电源模块可靠性的主要因素有:设计思路、产品工艺、测试方法、材料、使用不当等。


EMC测试

设计理念、产品技术、测试方法和材料均由功率模块的制造商控制,因此制造商的工程师在产品开发和建设过程中应尽可能多地优化指标,以确保产品的高可靠性。 EMC测试和认证


产品工艺是指产品的质量在产品的制造和储存过程中没有受到影响,例如电源制造过程中不注意静电保护会导致组件损坏率增加,从而增加电源的使用寿命和可靠性受到损害。存放时应注意防潮、防高低温、防静电等。


通过做一些相关的系统测试,可以在出现问题之前检查电源,防止使用过程影响设备。由于电源是集成电路,材质的选择也是一个问题,好材质自然有好品质。



一、电源模块可靠性测试方法:


1. 短路测试


开路短路测试(让电源从空载到短路重复测试)、满载短路测试(让电源从满载继续工作到短路测试)、短路- 电路调试(让电源从短路到开机重复测试)。



2. 开关机测试


市电输入、过压输入、欠压输入、大负载电源模块,15秒断电5秒继续工作。



3.输入瞬态高压测试


标称电压输入,用示波器记录高压循环次数,供电单元满载运行,叠加电压连续跳变。



4. 输入功率不稳定的输出端动态负载测试


输入电压设置为不稳定跳跃,输出设置为大负载和空载跳跃并继续运行。



5. 电源波形测试


模拟电压尖峰、毛刺和谐波等电压输入,测试电源的性能和参数,并检查组件和其他问题和答案。



6. 电压测试


测试各种工作过电压并查看过电压对器件的影响。

电池检测


7、高低温测试


由于元件在高低温条件下的性能参数会出现异常,长期的测试可以揭示产品的隐患。



8.绝缘强度测试


根据产品的绝缘强度增加数值,不断测试并确定极限和异常情况。



9.抗干扰测试


使用 EFT,可以将干扰抑制电压设置为不同的电压等级,并可以继续进行浪涌抑制测试。



10.输入低电压测试


测试电源模块的持续低电压输入,长期欠压情况,是否影响电源的性能参数等。


二:不同的设计和用途会影响模块的可靠性,高可靠性电源模块的制造除了充分进行各种质量检查和测试外,在设计时还应考虑以下4个部分的设计要点:


高可靠性电源模块设计的4个要素:


1、过压保护电路的设计


如何设计浪涌保护电路 针对不同的应用,调整电阻、电感和TVS管的位置可以得到更好的应用和适合系统的应用电路,从而提高EMC性能。注意两级过压保护电路的设计,使用不当会适得其反。安检



2. 减少配额


妥善检查元器件在使用中的申报价值,减少其定额,以延缓劣化,提高元器件的可靠性,增加电源的可靠性。



3、双电源模块设计


设计时要注意双电源模块两路输出的负载分布和主辅电路电压输出的均匀性。


4、元件的选择


第三方检验机构使用不同的元件会导致模块的性能不同,例如在选择电容时,一般使用陶瓷或电解电容,钽电容虽然寿命长、耐高温、性能好,但在电路中容易坏.需要注意的是,不同的产品使用方式不同。




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