故障分析DC-DC转换器不工作可能是这个原因
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如果您的DC-DC转换器不工作并且您已经检查了明显的问题（未插入、未打开、输入保险丝熔断等），则问题可能是由负电阻引起的输入阻抗。一个常见的解决方案是将电阻交流耦合到电路中，或者直流阻断电路中的电阻。这可以通过将合适的电容器尽可能靠近直流转换器的输入引脚来实现。 介绍 我们中的许多人都曾有过购买 DC-DC 转换器的经历，它运行良好；理想情况下，这是常态。不幸的是，我们中的大多数人也有过 DC-DC 转换器无法正常工作的经历，我们可以确定问题的根源和适当的解决方案。这个问题可能是基本的；转换器未插入，电源未打开，或输入保险丝熔断。基本的问题都是比较容易发现和解决的。对于直流输入开关电源，情况往往更为复杂；一切都连接正确，简单的问题已经消除，但转换器仍然没有产生正确的输出电压。在这种情况下，问题可能是 DC-DC 转换器的输入阻抗与向转换器供电的电源的输出阻抗相互作用。当此阻抗问题存在时，转换器的输出电压将具有显着的交流分量，转换器的输入电压也将存在明显的交流信号。
为了简化讨论，我们将考虑施加到 DC-DC 转换器输出的恒定阻抗负载。提供给恒定阻抗负载的功率也是恒定的，因为DC-DC 转换器的输出电压是恒定的。提供给输出负载的恒定功率意味着转换器的输入端汲取恒定功率。现在乐趣开始了！我们创建了一个功率负载（具有恒定输出功率负载的 dc-dc 转换器），它吸收恒定功率，与施加的电压无关（dc-dc 转换器上的负载是恒定的，功率转换效率是恒定的，因此转换器输入的功率是恒定的）。正如我们将看到的，让负载独立于施加的电压而获得恒定功率是一种有趣的情况。 负电阻 对于这种类型的负载，随着施加到 DC-DC 转换器的输入电压上升，输入电流下降，而随着施加到转换器的输入电压下降，输入电流上升。增量电流和电压向相反方向移动的情况是负增量电阻的行为。对于更熟悉的正增量电阻，施加电压的上升导致施加电流的增加，施加电压的下降导致施加电流的下降。 振荡 我们现在将讨论具有负增量输入电阻的潜在影响之一。理解由电容器和电感器组成的电路的行为会很有帮助。如果能量被施加到电容器和电感器电路，能量将在与电容器相关的电场（电容器两端的电压）和与电感器相关的磁场（通过电感器的电流）之间交换。这种能量交换将表现为元件两端的正弦电压和流经元件的电流，这是振荡电路的行为。 在具有电容器和电感器的实际电路中，还存在与元件相关的寄生电阻。这种寄生电阻会耗散能量，振荡最终会停止。 负电阻和振荡 如果在 RLC 电路中添加负电阻，它可以抵消正电阻并创建一个零电阻电路，振荡可以继续。具有电容、电感和零电阻的电路可能在特定工作条件下正确（或错误）出现在 DC-DC 转换器的输入端。当 dc-dc 转换器的负输入阻抗抵消相关电容和电感的正阻抗时，振荡将持续。 应该理解，电路的电容和电感可以是物理元件（有意的或寄生的），也可以由电源的输出阻抗和dc-dc转换器的输入阻抗合成。合成的负电阻和可能合成的电抗元件具有这样的特性，即随着系统操作条件的改变，合成元件的值也会改变。这种情况的一个挑战是很难对与 DC-DC转换器相关的系统进行准确建模，以确定在什么工作条件下会发生振荡。这种情况的另一个挑战是在某些操作条件下会发生振荡，而在其他操作条件下不会出现振荡。 对抑制振荡的积极抵抗 尽管可能难以预测会导致振荡的操作条件，但在电源输出和 DC-DC 转换器输入之间添加正电阻使得振荡不持续是相对容易的。增加电阻的两种选择是在电源和 DC-DC 转换器之间串联一个电阻元件，或者在电源的输出和 DC-DC 转换器的输入之间并联一个电阻元件。不幸的是，这些解决方案中的任何一个所消耗的功率通常太大而无法接受。常用的第三种解决方案是将电阻交流耦合到电路中或直流阻断电路中的电阻。这种耦合或阻塞的好处是电阻会影响交流信号（振荡）而不影响直流信号（所需的功率流）。实现此所需电阻的一种方法是将具有大电容值（数十至数百微法拉，取决于功率水平）的电解电容器尽可能靠近 DC-DC 转换器的输入引脚放置。电容器的等效串联电阻 (ESR) 交流耦合到电路中，用于耗散足够的能量以防止持续振荡，但与直流电源路径隔离，因此不会耗散与直流电源相关的能量。取决于功率电平）尽可能接近 dc-dc 转换器的输入引脚。电容器的等效串联电阻 (ESR) 交流耦合到电路中，用于耗散足够的能量以防止持续振荡，但与直流电源路径隔离，因此不会耗散与直流电源相关的能量。取决于功率电平）尽可能接近 dc-dc 转换器的输入引脚。电容器的等效串联电阻 (ESR) 交流耦合到电路中，用于耗散足够的能量以防止持续振荡，但与直流电源路径隔离，因此不会耗散与直流电源相关的能量。 电容的 ESR 需要足够小以不消耗过多功率，并且需要足够大以有效抑制振荡。最常用的电解电容器具有适用于该应用的正确 ESR 量。极低成本的电解电容器可能具有过高的 ESR，从而导致功耗过大。成本极高的电解电容器、薄膜电容器和陶瓷电容器的 ESR 值可能太低而无法适当地抑制振荡。 |
