扫码关注
产品已经经过测试，并且量产了，今天客户突然投诉说，接上电产品不动作。产品发回来后发现DCDC芯片烧坏
我还心想估计是客户接了220V吧，我们这是接12V开关电源的啊。 和客户沟通好，发现一切操作都没有问题，电源也不是劣质的开关电源，接的是12V电池。 不应该啊，选的型号余量足够，而且已经陆续出货了不少了，没有听说过这种情况。 于是让客户把电池寄过来一块，看看能不能找到什么蛛丝马迹，希望是客户电池的问题
]
收到客户的电池后，首先使用万用表测量电池电压OK，12V很稳。其实一开始我就怀疑是浪涌电压或者电流了。但是为什么别的电池和开关电源供电都没有问题？拉两根线到模块上，电源那边跟客户一样搭接一下“啪”，报废一个。然后再来一个……牺牲几个以后抓取到下面的上电波形
可以看到最大电压冲到30几V我就奇了怪了，听过过开关电源不稳，有浪涌电压的，这个一个铅酸电池哪来的浪涌电压？
这个30多V、1us的尖峰电压的来源，并不是电池本身，而是由接线方式（导线电感） 和 物理接触动作 共同产生的一个典型的寄生效应。
下面我们来详细分析这个电压是怎么来的，以及如何解决它。
这个30V 的电压尖峰是怎么来的？
核心原因在于：导线并不是理想的零电阻、零电感导体，它本身存在微小的寄生电感（分布电感）。这其实是高频电路领域的知识。
当用正极导线去“接触”电池正极时，这个过程并不是理想的瞬时导通，而是会发生一系列的微观弹跳和短暂接通/断开。正是这个不稳定的物理接触过程，激发了以下物理现象：
形成回路：在第一次接触的瞬间，DCDC模块输入端的大滤波电容开始充电，回路中开始有电流流动。这个回路由电池、导线和DCDC模块构成。
电流建立：电流I开始流过导线，由于导线有寄生电感L，根据电感的特性，电感会抵抗电流的变化，因此能量会以磁场的形式储存在电感中（能量 = 1/2 * L * I²）。
关键步骤：微观断开：在“接触”的过程中，由于手部抖动或接触面不平，导线会与电池端子发生极其短暂的分离。这个动作相当于突然切断一个带有电感的电路。
电感反电动势：这是最关键的一步。根据楞次定律，电感会抵抗电流的消失。当电流被瞬间切断时（di/dt 极大），储存在导线电感中的磁场能量会瞬间释放，试图维持原来的电流。
产生高压尖峰：这个释放的能量会以很高的电压形式出现，其电压值 V = L * di/dt。
di/dt（电流变化率）：由于是物理上的突然断开，di/dt 非常大（趋近于无穷大）。
L（寄生电感）：即使导线只有十分之几微亨（µH）的微小电感，在巨大的 di/dt 作用下，也能产生非常高的电压尖峰。也就是当电线接触电池电极的一瞬间可以看见打火的现象。
这个电压为什么会损坏DCDC模块？
绝大多数DCDC降压模块的输入电容和开关MOSFET的最大额定电压（Vds） 通常是30V或35V。一个持续的30V 的电压已经接近甚至超过了它的极限。虽然这个尖峰只有1us，但其能量足够击穿脆弱的半导体结，导致模块永久性损坏。
如何解决和抑制这个电压尖峰？
解决方案的核心是：避免热插拔，并为电感产生的能量提供一个泄放路径。
选择一个钳位电压 在18V左右的TVS管。当输入电压超过其击穿电压（比如19V左右）时，它会瞬间变为低阻抗，将尖峰电压的能量吸收并钳位在一个安全值（例如24V左右），从而保护后级的DCDC模块。
TVS管需要尽可能地靠近DCDC模块的输入端口，并联在正极和GND之间。
浪涌无处不在，但是要在防浪涌措施和成本直接取得平衡。总结：还是在所有电源和信号线的入口都放一颗TVS吧。欢迎评论区交流你的经验。
