開關電源設計，如何防止初次上電“炸機”？

做了這么些年的開關電源設計，一個很讓筆者心里忐忑的事就是新做的樣機進行初次上電，擔心炸機。相信很多工程師跟筆者一樣深有體會，把自己的新樣機在上電之前檢查再檢查，生怕哪個地方有焊錯焊反搭焊或者說有地方短路，甚至把工作臺上都掃得干干凈凈以防萬一。

根據工程師的經驗不同，細心程度不同，樣機首次通電有一定的炸機概率，并且提心吊膽的。當然“提心吊膽”一詞只能用在一部分工程師上，有部分工程師天生不怕炸也不怕做耐壓實驗時發(fā)出的那個“滋滋”的聲音，一副臉不變色心不跳的樣子（不知道是不是裝的）。

炸機很痛苦，尤其這樣一個全新樣機本就沒有調試好參數的電源，本來電源就有可能存在不正常，炸了豈不是更難修理？

為此很多工程師由于設備配置有限，用各種辦法經驗來避免炸機，比如輸入電壓慢慢調高邊調邊看電流的狀態(tài)，看功率計上的功率變化，一旦形勢不對馬上斷電，這樣確實可以避免一些異常情況，但有時手速不夠快就炸了。

下面給大家分享一個親測有效，且成本很低的方法來防止樣機首次上電炸機的問題，手頭有 ac source 等設備的工程師請忽略！

方法很簡單，就是在開關電源輸入線上串聯一個白熾燈來做保護，如下圖。

注意串聯白熾燈初次上電不用帶輸出負載，直接空載上電。

無大電流的情況

如果白熾燈沒有亮燈，或者就剛上電的那一下亮了然后又熄滅(第一下亮是輸入浪涌電流引起的)，說明開關電源沒有大電流輸入，此時可測試電源的輸出是否為正常電壓。

如果輸出正常則可以去除白熾燈進行正常的調試了。

如果輸出電壓不正常，可繼續(xù)接在白熾燈上直到找到原因解決后再去除白熾燈進行正常調試。

有大電流的情況

如果通電后白熾燈一直亮，或者白熾燈在間斷的亮-不亮-亮的循環(huán)狀態(tài)，說明開關電源內部有大電流，此時可關電仔細檢查開關電源，重復此法直到開關電源空載正常后方可去除白熾燈進行正常調試。

為何可以防止大部分的炸機？

下面筆者進行簡單的分析一下，如果不對之處歡迎指正。

大致原理如下：

先把上圖畫一個簡單的等效電路，如下。

原理很簡單

無大電流的情況

若開關電源沒進入危險狀態(tài)（開關電源輸出正常 或者 開關電源輸出電壓在上下跳動但沒有導致輸入大電流），則此時流進開關電源的輸入電流很微弱，可等效看作Zo很大。

假設此時電源的功耗為2.2W，Zo上的平均電流大約為0.01A，Zo上的阻抗大約為220/0.01，大約是22K。

一個十幾瓦或幾十瓦的白熾燈的冷態(tài)電阻大約在幾十歐姆到幾百歐姆，在此我假設為Z1=100Ω，根據阻抗的分壓比可知，白熾燈上的壓降非常小所以白熾燈不亮燈。

有大電流的情況

若開關電源沒沒有進入危險狀態(tài)（開關電源輸入有大電流），電流很大，可等效看作Zo很小。

假設此時電源流入的電流平均為5A，相當于Zo上的平均電流為5A，Zo上的阻抗大約為220/5，大約是44Ω。

一個十幾瓦或幾十瓦的白熾燈的冷態(tài)阻抗大約在幾十歐姆到幾百歐姆，在此我假設為Z1=100Ω，根據阻抗的分壓比可知，白熾燈上的壓降是比較大的。

另外白熾燈還有一個特性就是熱態(tài)阻抗比冷態(tài)阻抗要大很多，實驗得出大概十多倍的樣子，在此我假設熱態(tài)阻抗是冷態(tài)阻抗的10倍。由于上電白熾燈上有較大的壓降和較大的電流會以非常快的速度發(fā)熱，設發(fā)熱后阻抗由Z1=100Ω變成Z1=1K，在很短的時間內會使Zo上的電壓變得非常小從而避免了開關電源炸機。

白熾燈冷態(tài)電阻與熱態(tài)電阻實驗測試記錄表

此文主要是表達一種比較實用的開關電源初次上電防炸機的方法，有很多表達不嚴謹的地方還請見諒！