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dc電源模塊工作溫度對(duì)輸出電壓的影響

2019-07-01

眾所周知,電源模塊是有一定的工作溫度界限,在溫度達(dá)到一定時(shí),其故障率和失效率會(huì)急劇增加。下面是做的一個(gè)試驗(yàn):在對(duì)一款軍工dc電源模塊加熱時(shí),觀察其輸入電流和輸出電壓隨溫度上升的變化情況。最終發(fā)現(xiàn)模塊輸出電壓有所下降,輸入輸出電流變化趨勢(shì)不明顯。隨著溫度的上升,模塊輸出電壓會(huì)逐漸減小。下面分析下導(dǎo)致該款軍工dc電源模塊的輸出電壓隨溫度上升而下降的原因。

 

dc電源模塊工作時(shí),由于磁芯的渦流效應(yīng),變壓器會(huì)產(chǎn)生很大的熱量,是模塊熱量產(chǎn)生的主要因素之一。因此,先測(cè)試變壓器原邊和副邊線圈電感量隨溫度上升的變化情況。在測(cè)試中發(fā)現(xiàn),隨著溫度的升高,線圈電感量會(huì)先增加,然后小幅下降,再小幅上升。

 

在溫度為220℃前,變壓器的原邊與副本電感量的整體趨勢(shì)是逐漸增加。當(dāng)溫度達(dá)到220時(shí),磁芯溫度達(dá)到居壁點(diǎn),線圈的電感量迅速降為零。當(dāng)變壓器溫度達(dá)到一定時(shí),其電感量會(huì)迅速減小,從而導(dǎo)致輸出電壓迅速下降。

 

dc電源模塊中,光耦作為隔離輸入輸出的重要元件,同時(shí)將輸出端比較放大器輸出的電流信號(hào)傳輸?shù)?/span>PWM9腳。9腳是PWM的補(bǔ)償端,與比較器的反向輸入端相連,控制PWM11腳和14腳輸出脈沖的寬度,從而調(diào)整模塊的輸出電壓保持穩(wěn)定。

 

在測(cè)試光耦的輸入端電流和輸出端電流隨溫度上升的變化時(shí),發(fā)現(xiàn)隨著溫度的上升,輸入電流不變,輸出端的電流逐漸減小。大約每上升10℃,光耦電流的傳輸比減小4%。在對(duì)工作中的dc電源模塊光耦單獨(dú)加熱,測(cè)試得出隨著溫度的升高,模塊電壓逐漸下降,并且與模塊整體加熱時(shí)測(cè)得輸出電壓隨溫度上升所下降的趨勢(shì)相符。

 

最后得出,隨著溫度的升高,dc模塊電源各元件損耗增加,從而導(dǎo)致模塊輸出電壓下降。應(yīng)當(dāng)通過光耦連接的反饋電路,使得PWM輸出的脈寬增加,提高輸出端的電壓。但光耦的傳輸效率下降,不能完全將負(fù)反饋的結(jié)果傳輸給PWM。使得PWM輸出脈寬比實(shí)際較窄,即電壓調(diào)整能力下降,使得輸出電壓隨溫度上升而下降。

 

總結(jié):導(dǎo)致軍工dc電源模塊因工作溫度上升,使得輸出電壓下降的原因有倆個(gè)。一是在溫度小于150℃時(shí),模塊的輸出電壓緩慢下降,原因是光耦電流傳輸比的下降引起

 

二是當(dāng)溫度大于150℃時(shí),模塊輸出電壓迅速下降,甚至輸出電壓,原因是內(nèi)部變壓器的磁芯溫度接近居里點(diǎn)溫度,導(dǎo)致變壓器失效所引起。

 

該次測(cè)試主要為0℃到高溫,超過一百度時(shí)影響比較大,對(duì)于一百度以下使用影響不大,同時(shí)也沒有測(cè)試低溫的變化情況。

 

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