DC-DCパワーモジュールの故障対策と危険レベル分類
パワーモジュールは回路設計を簡素化するデバイスです。パワーモジュールを基板に取り付けるだけで電源として使用できます。市場にはさまざまな DC-DC 電源モジュールがあり、構造や電力に一定の違いがあります。 DC-DC パワー モジュールは高い信頼性を持っていますが、損傷を受けないわけではありません。では、DC-DC モジュールの使用中にどのような問題が発生するのでしょうか?
DC-DC パワー モジュールの一般的な障害の兆候には、使用中の出力電圧の低下、モジュールのシャットダウン、モジュールの出力電圧が高すぎる、モジュールの入力短絡、モジュールの出力電流が高すぎるなどがあります。
危険度で割ると、出力電圧低下やモジュール停止のリスクが * 低く、回路診断が容易になります。より危険な故障は以下の 3 種類です。
モジュールの出力電圧が高すぎると、DC-DC パワーモジュールの回路が焼損する可能性が高く、これは危険な障害問題です。一般に、保護は過電圧保護回路を通じて、または出力端子に電圧調整ダイオードを追加することによって実現されます。設計時には、温度の違いによる電圧安定点の変化を防ぐために、ダイオードのパラメータを合理的に選択する必要があります。一部のモジュールには独自の過電圧保護機能が備わっています。一般的に、25W 未満のモジュールには過電圧保護機能はありませんが、25W を超えるモジュールは内部に過電圧保護回路を備えた設計になっています。過電圧保護ポイントは通常、135% ～ 145% の範囲の定格電圧向けに設計されています。詳細設計時には、重複設計を避けるためにモジュールがこれらの機能を備えているかどうかを確認する必要があります。
モジュールの入力がショートすると、プリント基板が焼損する可能性があります。この重大な誤動作は入力端にヒューズを入れることで防止できます。ヒューズチューブは配線時にパワーモジュールの入力端付近に配置されるのが一般的です。この設計の目的は、入力ラインのリード インダクタンスを低減し、ヒューズ チューブが溶断したときにリード インダクタンスによって引き起こされる入力端での過電圧を回避することです。
DC-DC パワーモジュールの出力電流が大きすぎる場合は、過電流保護機能を備えたパワーモジュールを選択して設計する必要があります。一般的なパワーモジュールには、内部のトランスの一次電流または二次電流を検出することで過電流保護機能が備わっていますが、効率はある程度低下します。電圧モジュールを選択する場合、電力定格が高いほど良いとは限りません。ディレーティングが大きすぎると、ユーザーボードの補助短絡中に、送信電圧降下の存在により出力電流がモジュールの過電流に達するのに不十分となり、チップの過熱や損傷を引き起こす可能性があります。
