来源：ZLG致远电子
电源作为电路系统的“心脏”，其重要性是显而易见的。在选择电源模块时，除了要考虑输入电压范围、额定功率、隔离耐压、效率、纹波&噪声等性能特性外，还需针对其高低温性能和降额设计进行可靠性测试。
电源可以说是电路系统的“心脏”，为各级电路提供“血液”，其重要性是显而易见的。那么如何有效的选择一款高性能高可靠性的电源模块呢？我们首先会关注电源模块的输入电压范围、额定功率、隔离耐压、效率、纹波&噪声等输入输出特性，判断是否满足自己的使用要求，甚至参照数据手册一一对照测试各项指标，判断是否和宣称的一致。但对于电源模块的可靠性来说，做完这些还是远远不够的，还有两个方面是需要深挖测试的，那就是高低温性能和降额设计。
一、高低温性能
一般在不同的使用领域，对电源模块的工作温度范围要求各异：
高低温测试是用来确定产品在低温、高温两个极端气候环境条件下的适应性和一致性，检查设计余量是否足够。因为元器件的特性在低温、高温的条件下会发生一定的变化，性能参数具有温度漂移特性。所以往往很多电源模块在常温测试通过，一旦拿到高低温环境测试就发现工作不正常或者性能参数明显下降。同时通过长时间高温老化可以使元器件的缺陷、焊接和装配等生产过程中存在的隐患提前暴露出来。
电源模块常见的低温和高温不良的现象有：
1、工作振荡，输出电压纹波和噪声变大，频率发生改变，严重的甚至输出电压跳变，模块啸叫。
2、启动不良，如启动时输出电压升上波形有明显掉沟，输出电压不稳定，甚至模块完全启动失效。
3、带容性负载能力减弱，无法带最大容性负载启动。
4、启动时输出电压过冲幅度变大，超出规定范围。
5、重载或满载工作时输出电压明显降低。
6、高温老化损坏，模块没有输出。
所以，可靠性高的电源模块必须保证在高低温等极端条件下工作正常，满足性能参数要求。
二、降额设计
降额设计是将元器件进行降额使用，就是使电子元器件的工作应力适当低于其规定的额定值，降额使用的器件可延缓和减小其退化，提高了器件的可靠性，从而也提高了模块的可靠性。电子元器件的故障率对电压应力、电流应力和温度应力比较敏感，所以降额设计主要也是针对这三个方面。电子元器件的降额等级可以参考《国家军用标准——元器件降额准则GJB/Z35-93》，一般可分成三个降额等级：
(1)Ⅰ级降额：I 级降额是最大的降额，适用于设备故障将会危及安全，导致任务失败和造成严重经济损失的情况。
(2)Ⅱ级降额：工作应力减小对元器件可靠性增长有明显效益，适用于设备故障会使工作任务降级，或需支付不合理的维修费用。
(3)Ⅲ级降额：Ⅲ级降额是最小的降额，相对来说元器件成本也较低。适用于设备故障对工作任务的完成只有小的影响，或可迅速、经济地加以修复。
下表所示是电源模块常用的一些关键元器件的降额参数要求：
对于电源模块的应力设计，重点关注场效应管(MOS管)、二极管、变压器、功率电感、电解电容、限流电阻等。保证全电压范围内在稳态、瞬态、短路等各种极限条件下都能有足够的降额，以保障产品的可靠性。例如对于某Vds最高电压为100V的MOS管，作为电源模块的主功率开关管，实测其在最高输入电压下的各种状态(如图1～3所示)，最高Vds=67.2V，降额因子0.672，满足Ⅰ级降额，余量很充足。
图1 稳态工作时MOS管波形Vds_max=57.2V
图2 输出短路时MOS管波形Vds_max=67.2V
图3 起机瞬态时MOS管波形Vds_max=59V
图4 某电源模块常温下的热成像图
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