【技术分享】电源模块输出为何振荡？

原创 ZLG致远电子 2023-09-12 11:37

在复杂的工业控制系统中，由于涉及功能繁多，因此需要各种各样的电源进行组合使用。各电源之间往往需要设计合适的电路进行连接，中间电路设计得不合理的话就会导致电路出现问题。本文选择一种情况进行分析说明。

电源连接问题

在做AC-DC电源与DC-DC电源模块连接时，为了降低电路的启动电流，在DC-DC电源模块前端接入了热敏电阻，具体电路如下图1。结果在进行电路测试时出现了问题，电路在关断的时候DC-DC电源模块输出电压出现振荡，无法直接关断，测试波形如图2。

图1 应用电路图

图2 模块关断波形图

问题分析

对图2波形进行分析，发现输出振荡波形在AC-DC-24V电压下降至低于8V时消失了，该电源模块具有输入欠压保护功能，推测可能是模块输入端电压在8V左右波动，引发了欠压保护，导致输出端在不断开启和关闭间形成振荡。

对模块输入端电压波形进行检测如图3，可见在AC-DC-24V电压关断下降后，VIN电压下降至6.8V左右时出现了波动，VIN电压波动区间与输出12V电压振荡区间重合。由此可知，模块关闭时输出振荡是由于模块输入端电压波动使得模块反复进入欠压保护状态所导致的。

图3 测试波形图

进一步分析图3中波形，可以看到VIN电压与AC-DC-24V电压在输出震荡结束前均存在压差，结合电路图中VIN与AC-DC-24V之间存在热敏电阻RT1，可知RT1的存在使得电路存在压差。在AC-DC-24V关断时，由于压差的存在，VIN电压先下降至低于6.8V，此时模块进入欠压保护状态，模块输出关闭输出电压下降。此时AC-DC-24V电压仍旧高于VIN电压，故AC-DC-24V电压会对电容C1、C2进行充电，使得VIN电压抬高至8V以上，模块脱离欠压保护状态，输出重新开启输出电压上升。模块重新启动后会消耗掉电容C1、C2提供的能量，使得VIN电压再次下降至6.8V，模块再次进入欠压保护状态。模块重复多次进入和退出欠压保护状态，使得输出电压一直处于振荡中，直至AC-DC-24V下降至低于8V后，不再进入欠压保护状态，从而结束输出振荡状态。

解决方案及验证

根据分析可知，因为电路中的热敏电阻RT1使得电路存在压差，重复触发了欠压保护功能，从而导致输出电压振荡。故可将热敏电阻RT1去掉，电路原理图如图4，测试波形如图5。

分析图5波形，去掉热敏电阻RT1后，AC-DC-24V电压关断下降后，VIN电压同步下降且不存在压差，模块输出电压没有出现振荡。由此可知通过去热敏电阻RT1便能解决此电路输出振荡问题。