電源模塊是什么？

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

通過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著隔離、保護、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、開關(guān)變壓器、電位器、熔斷器等。模塊式的結(jié)構(gòu)帶來適配性高、可靠性高、功率高、易于維護及應(yīng)用廣泛的優(yōu)點。

由于模塊式結(jié)構(gòu)的優(yōu)點甚多，因此模塊電源廣泛用于通信領(lǐng)域和汽車電子、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為內(nèi)部和外部某種因素導(dǎo)致其內(nèi)部組成元器件降級發(fā)生的。

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

外部因素主要有過電應(yīng)力、靜電放電與過載等。而最常見的外部因素是當使用溫度較高時，電源模塊容易老化降級，從而引致失效并容易帶來嚴重的后果。

電源模塊常見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。

對電源模塊進行篩選，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。

廣電計量的服務(wù)能力

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

為此，廣電計量引進CHROMA 8000電源模塊測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)快速、準確、全面地對各種型號規(guī)格的電源模塊進行電參數(shù)測試。

廣電計量通常對電源模塊做以下常規(guī)電參數(shù)測試用來評估電源模塊的性能好壞：

輸出精度測試

測試條件：在規(guī)定的輸入條件下，分別測量空載和滿載情況的輸出電壓，評估電源模塊的輸出滿足負載電路的輸入要求。

紋波測試

測試條件：在規(guī)定的輸入條件下，測量滿載時的輸出紋波。

為測試紋波時電源模塊輸出的交流分量，在測量開關(guān)電源的紋波時，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)路來避免耦合的噪聲過大，導(dǎo)致實際測量的紋波過大。

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

效率測試

測試條件：在不同的輸入條件下，測量不同負載條件的電源效率η。

其計算公式為：η=輸出功率÷輸入功率

電源模塊的效率主要用來對比性能，評估系統(tǒng)的負荷，是否考慮散熱措施等等。

動態(tài)響應(yīng)測試

電源模塊的動態(tài)響應(yīng)反映出負載電流的變化對輸出電壓的影響。

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

過流保護測試（短路保護）

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

圖2 Chroma 8000 電源模塊測試系統(tǒng)

圖3 測試界面