電源模塊外圍布局疏忽導致EMS測試失敗
保護電路主要還是取決于產品需要通過的測試等級，對于環境較好的一般應用，我們模塊本身的保護基本就可以滿足要求。
圖1 電源端雷擊浪涌測試圖
但對于一些環境復雜的工業應用場合，諸如：電力行業、工業控制、軌道交通等行業，一般要求EMS等級都在4級水平。此時一般需要外加一級保護電路配合電源模塊使用。推薦電路如下：
圖2 典型外圍應用圖
上圖典型應用應該很多工程師都很熟悉，在原理圖設計時都不會有什么大問題。往往問題會出在PCB布局上，下面就來分享一個由于安全距離不夠，導致浪涌共模測試失效的案例。
案例問題背景
- 按上圖典型應用設計外圍電路，大致元器件參數如下：
- MOV1 使用型號：471KD14；
- Lcm使用25mH，UU9.8 類型共模電感；
- X2 電容，Cx：0.1uF/275VAC；
- Y1 電容，Cy1，Cy2：2200pF/400VAC；
根據理論分析，此電路可以順利通過L/N對FG的2KV共模浪涌測試，但是在實際測試中發現經過5~10次測試后，電源模塊出現損壞。
失效原因分析
經過分析得知電源原因為內部的壓敏電阻損壞導致。進行共模浪涌測試時，出現L、N之間的壓敏電阻損壞，此現象非常奇怪。后續經過多次測試，現象依然存在。所以可以排除器件差異及偶然因素導致。
下面我們就來分析一下，損壞壓敏的能量傳輸路徑。從原理設計上看是沒有問題，另外一種情況就是耦合傳導路徑。經過觀察分析，發現是由于電氣間隙不夠導致，測試浪涌時元器件放電導致模塊損壞。具體見下圖：
圖3 原理圖與實物圖對比
從上圖PCB可以看出，焊接金屬保險絲底座后，導致兩者之間的距離變小。從而在浪涌測試時，導致放電現象發生，最終損壞模塊內部壓敏電阻。如在N對FG打浪涌時，能量釋放路徑見下圖：
圖4 放電瞬間浪涌能量釋放路徑
根據分析結果，將兩則之間的距離拉大后，順利通過2KV、4KV等級的共模浪涌測試。本案例中的問題極難被發現，只有在平時設計時多注意交流側布板安全距離問題，同時選用安全可靠的電源模塊，才能節約調試與測試時間，最終得到滿足設計要求的產品。
圖5 高性能AC-DC電源模塊
