PH75A280模塊電源產品輸出和地進行多輪耐壓測試后，模塊電源輸出對機殼地存在短路失效現象。為了進一步調查清楚故障原因，我們和客戶一起針對此類耐壓測試故障展開調查。

現在簡單分享失效背景、原因及相應對策供行業用戶和關心支持我們的良師益友參考。

1. 失效背景：

用戶反饋PH75A280模塊電源被焊接到PCB上， 在用戶系統內部經過多輪輸出對地500VDC耐壓測試后，存在模塊電源內部輸出對地MLCC短路失效現象。

2. 問題原因：

PH75A280模塊電源內部輸出對地高壓MLCC規格為630V0.022微法。實際耐壓波形實測值為545VDC，符合PH75A280內部輸出對地MLCC耐壓規格。

從測試波形來看，輸出對地耐壓測試施加高壓速率過快，超出產品應用手冊及行業標準GJB 360B-2009的限制。

根據I=C*dV/dt公式得知，當MLCC承受過高的dV/dt時，其內部將流過電流峰值。值得注意的是高壓MLCC的內部是由平行的電介質層和金屬膜層交織而成的多層結構。因此，其外部電極或鎳鍍錫端（SMD）的有效內部電極接觸面積相對有限。過高的電流可能會在MLCC內部電極接觸端形成過高的電流密度。伴隨高dV/dt而來的是呈線性比例的高di/dt，根據V=L*di/dt公式得知，受系統內部不可避免的寄生電感的影響，這可能會帶來額外的地彈效應（Ground Bounce）,使得施加到內部MLCC上的實際電壓遠高于儀器外加的耐壓值，造成MLCC擊穿故障。

因為模塊內部輸出對地MLCC處于灌膠區，且寄生參數存在較大離散性，因此實際測量施加至MLCC上的瞬態電壓相對困難。

因此，PH75A280使用手冊中明確規定耐壓測試時需要從0V開始緩升緩降，避免突然施加過高dV/dt，帶來額外不受控的電壓尖峰，造成模塊內部元件損壞。

行業標準GJB 360B-2009內“方法301 介質耐電壓試驗部分”第2.2條規定施加電壓速率為500V/S（rms或DC）。其主要目的是明確耐壓測試電壓速率，避免不同場地或不同測試設備間dV/dt差異造成實際耐壓測試結果不一致或不可復現。

3. 建議對策：

建議參考行業標準GJB 360B-2009控制施加電壓的變化速率，盡量均勻地從零增加到額定耐壓值，避免測試過程中不受控dV/dt帶來的風險。

具體可參考圖2所示增加RC緩沖網絡或更換至可控制電壓變化率的耐壓測試儀。考慮到PH75A280系列輸出對地絕緣阻抗高于100MΩ，外加緩沖網絡帶來的分壓誤差約為千分之五，符合常用耐壓儀測試精度要求。

圖2

4. 思考總結：

耐壓測試的主要目的是檢查絕緣耐受工作電壓或過電壓的能力，進而檢驗產品設備的絕緣性能是否符合安全標準。不合適的測試方法將給產品內部元件及絕緣壁壘帶來不受控的過電壓尖峰，所以行業標準GJB 360B-2009針對施加電壓變化速率做了明確規定。

在使用或關閉測試設備時，應避免將其帶電接入或移除測試電壓。應參考標準逐漸增加或降低外加電壓。特別注意不要使用任何繼電器或定時器電路，因為當其關閉外加電壓時，產生過高的脈沖電壓可能是額定施加電壓的幾倍以上，這將損壞被測試電源，造成不必要的損失。

審核編輯：郭婷