特定工作条件下的开关电源模块失效分析( 二 )

3.2失效机理分析与仿真
如图1所示，直流稳压电源输出的28.5V电源在经过隔离电源转换后还经过了一级LC滤波电路才进入开关电源模块。由电感与电压对应公式

可知，隔离电源由于限流的原因，其输出+5V在不停地开关，这就导致电感L上的电流不停地变化，等效电感量越大电压变化幅度越大，电流变化率越大电压变化幅度越大，由于电路板的负载是一定的，故+5V开关时其电流变化应该是相对稳定的，因此电感L的大小决定了开关电源模块输入端电压的变化量，等效电感L越大，输入端电压变化量越大。
用Multisim软件对该电路进行仿真，仿真原理图如图6所示。在5V直流电压源上叠加1个0.5V的时钟电压源，将时钟电压源的频率设置为1kHz、上升时间为50μs、下降时间为650μs ，以模拟实际+5V的输出振荡波形， L1与C1则与电路板上实际取值相同[5] 。

对上述电路进行瞬态仿真，仿真结果如图7所示，仿真图形与示波器监测波形相似。对该波形进行放大，如图8 。可见，由于电感的作用，在+5V振荡波形上又叠加了1个高频振荡波形，若该振荡波形出现在原振荡波形的波峰（5.5V）上，则会导致该处电压达到甚至超过6V 。

综合上述原理分析与仿真结果可知，隔离电源输出的+5V电压在直流稳压电源限流情况下产生了振荡，但此时的振荡峰值电压尚未达到6V ，然而，由于开关电源模块输入LC滤波电路中电感的作用， +5V电压在输入电源模块时，在原振荡波形上又叠加了1个高频振荡，使得输入电压峰值达到甚至超过6V（开关电源模块的极限工作电压），在反复的过压冲击下，最终导致开关电源模块输入端短路失效。
【特定工作条件下的开关电源模块失效分析】4整改建议