浪涌沖擊試驗是模擬過電壓和過電流的干擾試驗，連接到電網(wǎng)上的電子設(shè)備都有浪涌沖擊抗擾度的要求，一般根據(jù)規(guī)定的測試方法進行試驗。在標(biāo)準中強調(diào)被測設(shè)備處于工作狀態(tài)，要求不能改變工作模式、不能有數(shù)據(jù)丟失。在抗干擾試驗中很多故障都是因為控制電路設(shè)計不合理導(dǎo)致的，下面通過例子說明模塊電源在抗干擾試驗中遇到的典型問題及電源設(shè)計中應(yīng)注意的細節(jié)。

該產(chǎn)品是一個使用220V交流供電的電子產(chǎn)品，主要由模塊電源和數(shù)字處理模塊組成。本次試驗主要針對抗干擾問題，介紹模塊電源的組成及原理。這個電源由輸入單元、有源功率因數(shù)校正單元、開關(guān)功率轉(zhuǎn)換及輸出單元組成。其中有源PFC即主動式PFC使用主動組件、控制線路及功率型開關(guān)式組件，基本運作原理為調(diào)整輸入電流波型使其與輸入電壓波形盡可能相似，功率因素校正值可達近乎100%。另外主動式PFC可使電源供應(yīng)器輸入電壓范圍從90V直流）擴增到264 V（直流）。功率轉(zhuǎn)換單元包括電子開關(guān)、脈寬調(diào)制控制及反饋等功能，輸出單元包括二次整流和平滑濾波等功能。

電子設(shè)備采用220V交流供電，經(jīng)過內(nèi)部模塊電源（包括開關(guān)電源及控制電路）變?yōu)?/span>53V直流供后面的數(shù)字電路使用。按照規(guī)定的測試方法，對這款設(shè)備的AC輸入端口注入2kV的混合波時，發(fā)現(xiàn)設(shè)備重啟。首先判斷是電源部分導(dǎo)致的重啟還是因為數(shù)字處理電路部分受到干擾導(dǎo)致的重啟。反復(fù)進行試驗，監(jiān)測電源輸出和重要的系統(tǒng)啟動等信號狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)在浪涌沖擊時電源輸出的直流電壓中斷。從示波器抓到的電源輸出波形圖可以看出，模塊電源的輸出中斷大概100ms并自動重啟恢復(fù)輸出53.5V。期間模塊電源前面板綠色指示燈閃爍，為確認不是后面數(shù)字電路的影響，把模塊電源單獨拿出來連接電阻負載重新進行試驗，復(fù)現(xiàn)了這種情況。

首先懷疑在浪涌注入時整流器次級MCU重啟。但是在增強次級輔助電源濾波器和重啟管腳的濾波器后沒有什么作用。檢查這個MCU的信號管腳，并沒有錯誤發(fā)生。所以這個整流器停止工作原因在初級。在做過多次測試后，確定AC側(cè)過壓檢測電路動作。這個過壓動作原因是浪涌的尖刺進入到電壓保持電路中。當(dāng)浪涌注入時，這個輸入過壓電路立刻動作。正常的過壓保護點在300V。這個峰值檢波器總是很敏感，采用RC濾波器就可以濾除浪涌尖刺，避免下一個比較電路動作。

在修改了過電壓檢測電路后重新進行浪涌沖擊試驗，電源輸出仍然會中斷。在優(yōu)化峰值檢波器電路后，這個輸入過壓保護電路在浪涌注入時就不會動作了。但是PFC會控制IC停止工作導(dǎo)致整流器沒有輸出。當(dāng)浪涌進入到AC端口時，一個大的浪涌電流中一小部分會通過PFC的電流采樣電阻。通過這個采樣電阻，一個較大的負峰尖刺就產(chǎn)生了，并干擾PFC的控制IC進入保護模式一定時間。期間模塊電源仍然是工作的，在浪涌發(fā)生后，PFC控制IC停止工作但電源模塊仍然保持輸出。鏈路電壓跌落也導(dǎo)致了模塊電源輸出跌落并中斷。我們在控制IC的檢測管腳增加了鉗位二極管，修改后再次進行浪涌注入試驗，就沒有保護產(chǎn)生了。

導(dǎo)致模塊電源抗浪涌試驗失敗的因素很多，在實際的電源設(shè)計中應(yīng)仔細檢查，尤其是電源的控制信號回路必須設(shè)計一定的抗干擾能力，才能保證整機的抗干擾性能。