广州顶源研究DC/DC电源模块高温失效的原因

发布日期:2019-01-03 11:23,查看次数:120

  DC/DC电源模块(以下简称模块),是一种运用功率半导体开关器件实现DC/DC功率变换的开关电源,广泛应用于远程及数据通信、计算机、办公自动化设备、工业仪器仪表、军事、航天等领域。跟着广州顶源研究一款高性能DC/DC电源模块,具有输出效率高,产生热量少,抗浪涌能力高等优点。

  DC/DC电源模块电源主要的元器件有;脉宽调制器(控制转换效率)、光电耦合器(输入与输出隔离,避免前后级干扰,并传递取样信息给PWM(保持输出电压的稳定)、VDMOS(功率转换部件)和肖特基二极管(整流以及滤波)。

  1 电源模块输出电压与工作温度的关系

  对电源模块整体进行加热,测试其输入电流、输出电流、输出电压(Vout)电学参数。

  2 元件温度性能对模块温度特性的影响

  2.1 变压器

  变压器不仅能传递能量,还起到电气隔离的作用,变压器的原边与副边线圈匝数比的不同可以达到升压或降压的作用。由于磁芯的涡流效应,变压器会产生很多的热量,成为模块热量的主要来源。

  2.2 脉宽调制解调器(PWM)

  主要功能是根据输出反馈,调节脉冲波形的占空比,驱动功率器件,得到稳定的直流输出电压。

  2.3 VDMOS

  VDMOS(垂直双扩散场效应晶体管)在模块电路中作为开关器件,在感性负载下工作,承受高尖峰电压和大电流,具有较高的开关损耗和温升。

  2.4 二极管(SBD)

  有稳压二极管,整流二极管,整流二极管在电压转换过程中扮演重要角色。在变压器的输出端,两个整流二极管在不同时段导通,使交流脉动电压转换为直流脉动。

  2.5 光电耦合器

  光电耦合器以光为媒介传输电信号,对输入、输出电信号有良好的隔离作用。

  3 结语

  模块温度特性表现为:在温度小于150℃的时候,模块的输出电压缓慢下降,是由于光耦电流传输比的下降引起;当温度大于150℃时,电源模块输出电压迅速下降,甚至几乎为零,此时模块中变压器的磁芯温度接近居里点温度(220℃),变压器作用失效。如果模块内部没有产生其他的损伤,当停止加热,模块温度恢复到室温,模块重新加电,模块输出电压仍能恢复到正常值。

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