雙電源并用問題與解決方案

在集成度越來越高的電子產品上，往往同一塊電路板上會設計多路、多種電源以供不同的需求使用。組合使用不同電源的話，電源之間難免會出現相互影響的情況。本文選擇一種情況進行分析并提供參考解決方案。

雙電源并用問題

曾經有客戶在電源模塊應用過程中出現過這樣的應用場景，如下圖1所示。客戶使用兩路電源給后端電路進行供電，要求在不斷電的情況下切換輸入電源，此過程中發現后端電路會出現損壞。對各個節點波形進行分析后發現，在給DC-DC模塊進行上電的時候，模塊輸出端會產生一個13.12V的尖峰電壓，當尖峰電壓超過了后端電路的承受電壓13V，就會導致后端電路損壞。

圖1 客戶的應用電路圖

雙電源并用問題分析

對客戶板子使用雙電源切換的情況進行了了解，客戶在使用過程中是先通過TYPEC接口進行供電，然后再給DC-DC模塊進行上電建立穩定的12V電源后，切換為由DC-DC模塊進行供電。對客戶電路進行分析后發現，在通過適配器進行供電時，適配器的12V電壓會同時連接到DC-DC模塊的輸出端上。出現此情況原因可能是因為適配器的12V電壓加到DC-DC模塊輸出端上，破壞了DC-DC模塊的反饋環路信號，導致DC-DC模塊輸出電壓出現尖峰，從而損壞了后端電路。通過對比驗證在有無適配器供電時的DC-DC模塊起機波形，驗證我們的分析是正確的。對比波形如下圖2、圖3。

圖2 先接入適配器供電后起機輸出電壓波形

圖3 直接起機輸出電壓波形

雙電源并用問題解決方案

這個問題可以從源頭或傳播途徑上去解決：從源頭解決需要隔絕適配器電壓對DC-DC模塊的影響；從傳播途徑解決則需要將DC-DC模塊產生的尖峰電壓消除掉。

在DC-DC模塊輸出端增加一個二極管，以隔絕適配器電壓的影響，如圖4；

在后端負載電路前增加一個穩壓二極管，將超出承受范圍的電壓尖峰消除掉，如圖5。

圖4 增加二極管電路

圖5 增加穩壓管電路

雙電源并用問題解決方案驗證結果

以上兩種方案驗證結果如圖6、圖7所示。在DC-DC模塊輸出端增加一個二極管能夠完全隔絕適配器電壓對模塊環路的影響，DC-DC模塊在上電的時候完全沒有產生尖峰電壓。但是由于二極管存在的壓降問題，使得DC-DC模塊對后端電路的電壓下降。在后端電路之前增加一個穩壓二極管以消除掉產生的尖峰電壓，能夠看出來是有效果的，尖峰電壓備壓制到了12.4V ，已經小于后端最大承受電壓，對此電路是有明顯效果的。如果后端電路對于電壓范圍要求不是特別嚴格，選擇在DC-DC模塊輸出端增加一個二極管能后更快捷的解決問題；如果電壓要求嚴格的話推薦在后端電路之前接入穩壓管更適合。

圖6 增加二極管起機輸出電壓波形

圖7 增加穩壓管起機輸出電壓波形