DCDC模块电源的选择与应用包括接地电容

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请问一下开关稳压电源DC-DC，输入正对壳接电容，有什么作用？输出正对壳接电容，有什么作用？

输入正对壳的电容容量从1000PF下降至4.5PF，现在导致带载输出低，和纹波振荡，是什么原因？感谢

机壳一般接地，这是高频傍路电容，假使该电容容量丧失（1000PF降至4.5PF可认为已经丧失容量）可能引起额外的高频自激和外界干扰，若产生额外的高频自激当然会大大降低带载能力，而且功率管往往会很烫。输出端对机壳接的电容也起类似作用。换完该电容后还应再查下看还有没有其它故障。

应当加一个高压瓷片电容与外壳相接,这样可以使电路中产生的共模噪声通过电容传到外壳,可以减小输出的纹波.

其实这牵涉到整个配电系统的接地形式，并不是所有的电源输出都要通过Y电容接外壳，我们见到好多，在电源输入端通过Y电容接到大地，那是为了消除共模干扰；

假使在输出端通过Y电容接外壳的话，意味着你的电源和地之间存在了电流通过Y电容的泄露路径，假使这个Y电容比较大的话，反而使得输出电和大地之间有了电流路径，反而简单触电。

其实这个问题的实质就是，用TN-S接地系统还是IT系统的问题。这也就是为什么医院的手术室或者消防，矿井下电气装置，以及有防火防爆场适合合于使用IT接地系统的原因。

作用是使电路中的共模电流有一个出口可以泻放到机壳大地，一般选择

容值为2200-6800pf，安全级为Y，若是容值太大，在高频下esr变得很大，出现漏电，

不仅降低了可靠性，而且对操作人员造成要挟

极轻载使用一般模块电源有最小负载限制，各厂家有所不同，普遍为10%左右，由于负载太轻时储能元件续流困难会发生电流不连续，从而导致输出电压不稳定，这是由电源本身的工作原理决定的。但是假使用户的确有轻载甚至空载使用的状况怎么办呢，最便利有效的方法是加一定的假负载，约为输出功率

的2%左右，可以由模块厂商出厂前预置，也可以由用户在模块外安装适当电阻作为负载。值得注意的是假使选择前者，模块效率会有所降低。但是有的电路拓扑却没有最小负载限制。(同步整流的技术，在这种电路拓扑结构下工作是没有最小负载要求的，可以在零负载到满负载下得到稳定的输出，只是输出的纹波和噪声会高一点。)

设法降低模块电源的温升模块内部器件的工作温度的高低直接影响模块电源的寿命，器件温度越低模块寿命越长。在一定的工作条件下，模块电源的损耗是一定的，但是可以通过改善模块电源的散热条件来降低其温升，从而大大延长其使用寿命。譬如：50W以上的模块电源必需安装散热器，散热器的表面积越大越有利于散热，且散热器的安装方向应尽量有利于空气的自然对流，功率在150W以上除安装散热器以外还可以加装扇强制风冷。此外在环境温度较高或空气流通条件较差的地方模块须降额使用以减小功耗从而降低温升，延长使用寿命。

输出电压的调理

产品中有TRIM或ADJ输出管脚的产品,可以通过电阻或电位器对输出电压进行一定范围内的调理。对TRIM输出管脚，将电位器的中心与TRIM相连，在所有+S，-S管脚的模块中，其他两端分别接+S，-S,没有+S，-S时将两端分别接到相应主路的输出正负极(+S接+Vin，-S接-Vin)上，调理电位器即可。电位器的阻值一般选用5~10K比较适合。一般微调范围为+10%。如图1所示。对ADJ输出管脚，分为输入边调理(如SMP系列15W)与输出边调理(如WS系列15W)。输出边调理的与TRIM管脚的调理方式一样。输入边调理的只能上调输出电压，此时将电位器的其中一端与中心相接，另一端接输入的地(Vin)。如图2所示。直接与输出正负极相连时，请单独走线以免引入其他不必要的干扰。

在中大功率应用中为了保证模块输出的动态调理特性、减小线路损耗及压降，模块输出端至负载端的连线应尽量短、粗（即阻抗应尽量小），连线线径可按4~6A/mm2选取，长度不超过0.5m。此外，为了消除线路压降对负载端电压的影响，还有两个解决方法：一是通过TRIM端适当调高模块电压，具体方法是在TRIM端与-sense端（若无此端，可接-Vout端）之间接一个10kΩ的电位器并进行适当调理，即可实现输出电压上调；另一方法是将模块电源输出端与负载之间按上面线径、线长要求连线外将+sense与-sense端分别与负载+和-端相连（连线线径不必太大），这样可保证负载两端电压为设定值，而模块输出电压则自动调整，但要注意，采用该方法连接时严禁模块电源输出端与负载之间连线断开，否则会引起模块损坏。

模块电源的遥控开/关操作是通过cnt(rem)端进行控制的。一般控制方式有两种：

REM与-Vin(参考地)相连，遥控关断，要求VREM小于0.4V；REM悬空或与+Vin相连，模块作，要求VREM大于1V；

REM与-Vin(参考地)相连，遥控关断，要求VREM小于0.4V；REM悬空或与+Vin相连，模块作，要求VREM大于1V；REM悬空，遥控关断。即所谓“悬空关断〞(-R)。

假使控制需求要与输入端隔离则可以使用光耦作为传递控制信号。如图3所示，R只有在“悬空关断〞的控制方式时才有必要使用。

一般来说，正负规律在使用上区别不大，这只是远程开关控制模块的工作。现在由于好多的场合有上电时序要求或电源管理芯片控制，寻常会利用模块的遥控端子实现这个功能，既可节省成本,也避免了负载开关的功率损耗.

输入保护电路

输入参与C铝电解电容以吸收模块输入端的电压尖峰并为模块提供一定的维持电压。考虑到纹波的因素，尽量选用低ESR的电容，48V输入几十微法左右就可以了。

一般的产品都有内置的滤波器，能满足一般电源应用的要求。但假使对需要更高的要求的电源系统中可以增加输入滤波网络，但在设计过程中应注意尽量选择较小的电感和较大的电容。?输入应加铝电解电容以吸收模块输入端的电压尖峰并为模块提供一定的维持电压，一般在25~50W功率48V输入的模块，选择几十微法左右的电容较为适合。考虑到纹波的因素，尽量选用低ESR的电容。?为了防止输入电源瞬态高压将电源模块烧毁，建议用户在输入端接瞬态吸收二极管并协同保险管使用，确保模块在安全的输入电压范围之内.为了降低共模噪声，可以增加Y电容。一般选择几纳法高频电容。在图4中，R为保险管，D1为反接保护二极管，C为滤波电容(如铝电解电容)、CY为Y电容，D2为瞬态吸收二极管(P6KE系列)。

输入电压标称值输入电压范围推荐瞬态吸收二极管厂家

24V18-36VP6KE39AMotorola48V36-72VP6KE75AMotorola110V72-144VP6KE150AMotorola

模块电源输出保护

模块电源输出保护

电容作为电源去耦及抗干扰的手段,在现代电子线路中必不可少。一般的电源模块考虑这个因素,都有相当的容性负载能力.但由于考虑到电源的综合保护能力,特别是输出短路保护,容性负载能力不可能太大,否则保护特性将变差。因此用户在使用过程中负载电容总量不应超过最大容性负载能力。对于多路输出的容性负载，其分派原则是电容的存储总能量不能超过0.25J，同时主路的电容存储能量要大于等于辅助路电容存储能量的总和（1/2*?SCV2）。如SMP-1251QC的容性负载能力为+5V/10000uF，-5V/4700Uf，+12V/800uF。

输出电压最大容性负载能力储能

5V20000uF0.25J12V3300uF0.24J15V2200uF0.25J24V800uF0.23J48V220uF0.25J输出电流保护一般有四种方式：

1.恒流式:当到达电流保护点时，输出电流负载的进一步的加重，略有增加，输出电压不断下降。2.回折式:当到达电流保护点时，输出电流随负载的进一步的加重，输出电压不断下降，同时输出电流也不断下降。3.截止式:当到达电流保护点时，电源模块输出被阻止。4.恒流截止式:当到达电流保护点时，首先是恒充式的保护方式，当输出电流达到某值时，电源模块输出被阻止。在大部分电路中使用权恒流式与截止式较多，而比较理想的保护方式恒流-截止保护其中恒流式、回折式保护本质上就是自恢复的，但输出短路时的功耗较大，特别是恒流式。而截止式、恒流-截止式保护的自恢复特性须加辅助复位电路来完成自恢复，但输出短路时的功耗可以通过复位电路的周期进行调整，即调整间歇启动的时间间隔。一般电流保护点为1.2倍标称输出电流。一般输出有过压嵌位保护。

电源模块开关噪声与电磁干扰的抑制在开关电源中，功率器件工作于高频开关状态，不可避免的会产生开关噪声.特别是在直流电源模块中,为了得到较高的功率密度,开关频率一般都很高(数百至数千KHz),开关噪声更需要仔

细考虑.一般地说,设计良好的直流电源模块内部已经有了基本的噪声抑制和滤波电路.但是,减少开关噪声对邻近电路的影响和干扰依旧是直流电源模块应用设计的重点之一.在模块的输入端和输出端加上足够的滤波电路是减少干扰的关键措施。电源模块运行时产生的电磁干扰可分两类：辐射噪声和传导噪声.辐射噪声源于模块中的电压和电流的快速变化.模块的机械结构,及输入输出引线上的高频纹波电流对辐射噪声有相当的影响.电压和电流的快速变化源于功率开关器件的开启和关断.一般模块设计中采用吸收器(snubber)减小功率器件开关时由于快速变化的电压和电流产生的高频震荡.由于直流电源模块的尺寸比较小,输入输出引线短,加上系统机壳的屏蔽作用,大多数状况下辐射噪声不是主要问题,传导噪声处理好后,辐射噪声往往就迎刃而解了.传导噪声又可细分为差模(differential-mode)噪声和共模(common-mode)噪声.差模噪声出现在输入及输出正负引脚之间,主要成分是开关纹波。电源模块中的功率开关器件的脉宽调制(PMW)作用产生此类噪声.一般的模块均含输入差模L-C滤波器,但往往仍需要外部滤波.共模噪声出现在输入及输出引脚与地之间,主要是功率半导体在开关瞬间的电压变化引起的.其强弱与诸多内外在因素相关.NetPower的模块内也含有共模滤波电路.为进一步减少噪声干扰，应用中一般需外加差模和共模滤波器.电磁干扰是一个系统问题，受模块以外的诸多因素影响，如机柜设计，使用模块的电路板的布线设计，等.故滤波器的结构和滤波元件的参数均可能因系统的不同而有相当大的差异.图4是一个DC-DC电源模块的基本使用电路,外加的主要元件即是为了抑制开关噪声。C1-C4除可抑制差模噪声外,还可减少供电电源的输出阻抗和模块的输出阻抗,有利于系统运行的稳定性.除C2以外，其它电容一般均为等效串联电阻及等效串联电感都较小的陶瓷电容，为高频噪声电流提供低阻回路.C1，C3，和C4为差模滤波电容.C2应为低等效串联电阻的电解电容，一般每100瓦输入功率须加33-100μF以上,电压等级应大于最高的输入电压(输入为36-75V时，

寻常用100V电容).C2还须有足够的电流定额以满足高温大负载长期运行的的需要.C2的主要功能之一是防止模块输入端的供电电源等效输出阻抗过高，以保证在各种实际的条件下模块均能稳定运行.不少系统要求在输入断电后模块还可工作一段时间(譬如5ms),C2就需要成为主要的储能元件.同时，C2也为模块产生的输入纹波电流提供了一个通路.电容C7到C10是共模高频去耦电容，容值寻常在10nF至0.1μF之间.根据输入输出接地的方式不同，这些电容中有些须为高压电容.在大多数应用中，增加输出电容C4可以改进输出动态响应和减少输出引线电感引起的电压振荡.寻常这些输出电容也应为低等效串联电阻的电容(如陶瓷电容).

输出纹波噪声的测量及输出电路的处理

PWM开关电源的输出的纹波噪声与开关频率有关。其纹波噪声分为两大部分：纹波(包括开关频率的纹波和周期及随机性漂移)和噪声(开关过程中产生)。

在纹波与噪声的测量过程中，假使不使用正确的测量方法将无法正确地测量出真正输出纹波噪声。下面是两种推荐的测量方法：

地线环靠接测量法：使用带有地线环的20MHz示波器探头，将探针直接接触正输出的管脚，地线环直接接触负输出的管脚，即所谓靠接测量，这样从示波器中读出的峰峰值为输出线上的纹波与噪声。???双绞线测量法：输出管脚接双绞线后接电容，在电容两端使用20MHz示波器探头测量。

在大多数电路中，本公司模块的输出纹波噪声都能满足要求。对于输出纹波有较为严格要求的