大家好,我是蜗牛,今天跟大家分享一个实际案例。
一、背景
前段时间,生产测试那边发现一个问题,多次开关机,然后模块就不能正常工作了。连续好几个都出现这样的现象。
如下图所示。这是厂家推荐的一个电路。AC220V交流输入,DC12V输出。在火线上串一个电阻R1,该电阻在4.7Ω到20Ω。经过整流桥,然后再经过大电解电容C2进行滤波。
通过查找,我们发现限流电阻R1坏了,为什么会坏呢?我们找到以下两个原因,一起来看看吧。
二、原因分析
这不是第一次生产,为什么之前做的就没有这个问题?首先就是找到不同点,果然,发现这个限流电阻是换了一个厂家买的,这批货应该是有问题的。
所以,第一个问题就是样品入库前没有做样品测试,不够严谨,流程可能出了一些问题。
然后我们再来分析一下这个电路。
一个输出功率5W的开关电源,输入滤波电容为470uF/400V。上电时,电容充电瞬间产生大电流。为了不使这个电流冲击对保险丝和整流桥造成损坏,所以在保险后、整流桥前串联一个限流电阻。
串联电阻通过的最大电流计算:
当输入电容初始电压为0V时,加到限流电阻上的可能的最大电压为220*1.4=310V;
通过5Ω电阻的最大电流为62A;
通过20Ω电阻的最大电流为15.5A;
电流产生热量,可以看出电阻能否通过足够大的电流,与它能承受的脉冲功率有关。
如果没有限流电阻,AC220V经整流桥直接对输入电容充电,如果赶上交流峰值时刻上电,而此时电容两端电压为0V,此时电网上310V电压处于短路状态,短路电流大小取决于电网的内阻,以1Ω来计算,将有300A的瞬间上电电流,虽然时间很不长,但会减短输入电容和整流桥的寿命,还可能对其他设备产生干扰。
所以这个限流电阻就非常重要,主要抑制上电瞬间的浪涌电流。
NTC热敏电阻
其实这个地方除了可以串联一个大功率的电阻外,还可以串一个NTC热敏电阻。热敏电阻属于功率型,虽然体积很小,但是功率很大,一般串联在市电输入线路上。
当串联在电源回路中,可以有效地抑制开机浪涌电流,而且它消耗的功率几乎忽略不计。
开机瞬间较大的电流流过NTC,NTC阻值增大,抑制电流通过后,阻值逐渐下降最小,不会对电路产生影响,从而保护电子电路免受开机电流的冲击。
问题2:输入电容容量过大
如果输入电容太大,会造成成本高,体积大,对高频滤波效果不好,而且启动浪涌电流也会增大。
如果输入电容太小,滤波达不到效果,输出纹波大,也会影响后级正常工作。
仔细观察发现,输入电容用的470uF。
根据经验,输入220V交流电,整流桥后的滤波电解电容容量一般是(2-3)uF/W,所以负载5W功率的话,470uF确实太大了,可选用10uF/400V。
三、解决办法
1.更换电阻或热敏电阻。
2.更换电解电容。
2.改善生产流程,新的物料回来一定要先测试,确保无误再进行生产。
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