干货分享丨模块电源应用注意事项之串联升压

在工业控制、新能源、通信等领域，电源模块因其高集成度和便捷性成为首选方案。然而，当系统需要更高的输出电压时，实际应用常面临一个挑战：如何安全、稳定地实现电压叠加？?

电源模块输出串联升压技术应运而生，但若忽视关键隐患，轻则导致系统效率低下，重则引发器件损坏甚至安全事故。本文将从选型、散热、动态响应和反向电压四个方面阐述相关隐患以及改善措施。

隐患1：模块选型不当，电压叠加失效

部分工程师误认为任意电源模块均可以直接串联，实则忽略了两点关键要素：

1）输出电压精度：若模块A的输出电压波动较大（如±5%），模块B的参考电压可能被“拉偏”，导致整体输出不稳定。

2）负载匹配性：两模块带载差异过大时，带载能力较小的模块可能因电流承载不足而进入过流保护模式，引发整体系统异常。

解决方案：选择相同规格的电源，尽可能选择同型号、同批次；满足输出电压精度高（±2%）并支持可调节，便于后续输出电压在极端容差下可以调整至相同的值，例如Mornsun的URB/URF/UWTH系列。

隐患2：散热不良，模块寿命骤减

串联后总电压升高，可能会改变单个模块的工作状态。若散热设计不足，模块内部温度可能超过安全阈值（如125℃），导致元器件老化甚至热击穿。另外，两个模块的纹波电压不会同步，串联工作将会有附加的纹波，输出噪声也会变大，导致原有的输入输出滤波电容承受更大的纹波电流。

解决方案：采用强制风冷+导热垫片组合散热方案，确保模块工作在合适的环境温度；选择高效率模块（效率≥95%），减少自身发热量，例如Mornsun的VRF_HB系列。此外，输入输出应采取更多的滤波措施。

隐患3：动态响应不足，负载突变引发震荡

当负载快速切换时（如电机启停），串联模块可能因动态响应速度不够，导致输出电压出现短暂跌落或过冲，影响设备运行稳定性。

解决方案：选择动态响应性能良好的模块，如负载25%阶跃满足±5%的电压波动及500us以内的恢复时间，例如Mornsun的VCB系列；还可以在输出端并联大容量电解电容+陶瓷电容，滤除高频噪声并平滑电压波动。

隐患4：反向电压导致电源损坏

当使用的两个模块输出启机延时时间不一致，则可能会出现先启机的电源输出电压会反向加到另一个模块的输出端，导致反向击穿内部器件；亦可能当单个模块故障断开时，其他正常工作的电源可能会通过故障电源反向供电，造成设备损坏。

解决方案：在每个模块的输出端都并联一只反偏二极管（采用压降小的肖特基二极管0.3V左右，压降过大会损坏模块）。例如下图：

总结：安全升压的黄金法则

电源模块串联升压并非简单的电压叠加，而是需要从选型、散热、动态响应、抗干扰，防反压击穿等多维度综合设计。

在追求高效、紧凑的能源方案趋势下，掌握串联升压技术的核心要点，金升阳也一同助力各位在复杂场景中游刃有余，为设备赋予稳定可靠的“心脏动力”。

阅读全文

评论