一个劣质24V电源引发的悲剧……

来源:电子工程世界发布时间:2022-09-18852浏览

今天下午，我用一个24V电源给FF-BASIC-DEMO开发板供电，开发板连USB线插到台式机的USB口上，利用口袋实验上位机记录温度曲线。大概运行了一个多小时，突然砰的一声，一道闪光，然后家里就跳闸了！

我把空开合上后家里供电恢复，心想台式机十有八九挂掉了。摁开机键，果然台式机一点都没反应。于是便拆下主板，发现USB的D+D-线对地短路。南桥附近的3.3V ldo很烫，估计芯片烧掉以后电流大增。

拆开电源一看，这电源做工为了省成本不顾绝缘耐压。明明整流的肖特基可以加绝缘垫或者使用塑封的，它却用了一个金属背板的肖特基，这样整块散热片就都跟输出连在一起。开关管跟整流桥用同一个散热片，无绝缘，与开关MOS管串联的电流检测电阻离散热片相当近，电阻外面薄薄的绝缘皮破损后与散热片短接在一起，就引发了这次悲剧。

从下图可以看到，电阻烧焦的痕迹，输入保险丝也炸了。而这种可调的24V电源，买过两台小台锯都是这种电源，很常见。在此建议大家看一下，如果有这种电源拆开看一下，这种垃圾电源能不用就不用。非要用的话，也把那电阻移开一些，输出的肖特基换塑封的。

故障分析：

大家可以看到，外壳上写着20-24V最大5A的输出，而劣质电源里面输入侧的高压电解电容只有400V 22uF，使用的高频变压器次级侧绕组为2根0.4mm漆包线。

作为对比，24V、5A输出的开关电源的高压电解电容容量一般要68uF以上。我手上的一款变压器次级侧绕组使用2根0.5mm漆包线，用大散热片，外壳做好通风散热或加风扇主动散热。

当时电源的输出电流大概在3.5A左右，加上这个劣质电源是属于适配器，外壳没通风的开口，本身散热片面积小，内部发热无法散出去，因此整个电源温升很高。而温升高又导致MOS管内阻变大，变压器容易磁饱和，达到一定程度流过MOS管的电流急剧增大，电源控制芯片的过流保护来不及关闭MOS管，急剧增大的电流让MOS管和与其串联的检测电路都烧了。

检测电阻烧了后，喷出会导电的碳化颗粒。因为检测电阻和散热片距离太近，这些碳化颗粒碰到了散热片使得24V输出和220V交流侧短接在了一起。而台式机USB的GND与外壳连接在一起，外壳又是接地的。最后形成220VAC--24VDC--USB转串口芯片--台式机主板的USB口--接地的回路，导致当时家里的漏电保护空开跳闸。当时一瞬间的大电流烧了开发板上的LDO，CH340E芯片，台式机的南桥芯片。