電源模塊是可以直接貼裝在印刷電路板上的電源供應器,其特點(diǎn)是可為專(zhuān)用集成電路(ASIC)、數字信號處理器(DSP)、微處理器、存儲器、現場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)及其他數字或模擬負載提供供電。那么選擇電源模塊要注意什么?
一、額定功率
從理論上說(shuō),選擇模塊時(shí),功率是越大越好,這樣就可以保證系統更高要求的運行。但越大的功率,體積往往也越大,成本也會(huì )大幅的增加。所以設計在選擇電源模塊時(shí),最好是選擇產(chǎn)品的工作功率維持在所用電源模塊的30-80%為宜,因為對于一般模塊而言,這個(gè)功率范圍內,模塊電源的各項性能發(fā)揮都比較穩定可靠,更有利于模塊的長(cháng)期運行。選擇過(guò)大的功率產(chǎn)品,會(huì )造成浪費;選擇剛剛好或過(guò)小的功率,則容易引起負載過(guò)重,輕者系統不穩定,重則會(huì )燒毀元件。雖然說(shuō)目前有一些電源模塊產(chǎn)品是可以超載使用的,但也只能是當應急之用,并不提倡長(cháng)期這樣使用。當然,這個(gè)要根據不同的產(chǎn)品,不同的要求而定,可根據自己的產(chǎn)品特點(diǎn)和需求考慮,選擇最適當的電源模塊。
二、封裝形式
電源模塊的封裝形式有多種多樣,常用的產(chǎn)品有一部分是符合國際標準的,也有很多是非標準的產(chǎn)品。而且同一個(gè)公司的產(chǎn)品,相同功率也會(huì )有不同的封裝形式;相反,相同的封裝也會(huì )有不同的功率,這個(gè)可以根據自身產(chǎn)品的要求,合理的選擇封裝。一般考慮三點(diǎn):1、功率確定的前提下,在滿(mǎn)足產(chǎn)品的散熱要求,封裝尺寸盡可能的小,這樣更利于產(chǎn)品的體積控制,也可以將空間留給更重要的部件。當然,如果說(shuō)體積不是很重要的情況下,為了讓產(chǎn)品更有份量,也可以選擇尺寸大一點(diǎn),也可以得到更優(yōu)的散熱效果。2、盡量選用國際標準的產(chǎn)品。因為這些產(chǎn)品經(jīng)過(guò)大量的使用和驗證,都是比較成熟的產(chǎn)品,從而減少產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的風(fēng)險。而且后期出于某些原因,想更換其他牌子的相同標準的產(chǎn)品也更容易。3、最好具有擴展性,以便于后期的擴容和升級。比如同一封裝,后期由于產(chǎn)品的升級,可以更換功率更大的但尺寸和封裝還是保持不變的,這樣可以快速的完成產(chǎn)品的升級。所以可以看出,封裝形式也是根據自己的需要進(jìn)行考慮。特別對于一些有自身特點(diǎn)的產(chǎn)品,可以要求廠(chǎng)家進(jìn)行獨立的開(kāi)發(fā),以滿(mǎn)足自己產(chǎn)品的要求,也可以從一定程度上預防人家對產(chǎn)品進(jìn)行抄襲,保護自己的產(chǎn)品。然后在使用中不斷改進(jìn),使電源產(chǎn)品越做越好。
三、溫度范圍與工作環(huán)境
目前電源模塊的分類(lèi)主要為商用級、工業(yè)級和專(zhuān)用級,不同的等級對環(huán)境,比如工作溫度,震動(dòng),濕度,粉塵等要求。所以在選擇模塊產(chǎn)品時(shí),要充分考慮產(chǎn)品所處的環(huán)境,如果選擇不當,會(huì )影響使用。對于這方面的要求,用戶(hù)應該認真對待,如有特殊要求的,要向工程師詢(xún)問(wèn)清楚,以防影響工作的進(jìn)程。可以有兩種選擇方法:一是根據使用功率和封裝形式選擇,如果在體積(封裝形式)一定的條件下實(shí)際使用功率已經(jīng)接近額定功率,那么模塊標稱(chēng)的溫度范圍就必須嚴格滿(mǎn)足實(shí)際需要甚至略有裕量。二是根據溫度范圍來(lái)選,如果由于成本考慮選擇了較小溫度范圍的產(chǎn)品,但有時(shí)也有溫度逼近極限的情況,怎么辦呢?降額使用。即選擇功率或封裝更大一些的產(chǎn)品,這樣"大馬拉小車(chē)",溫升要低一些,能夠從一定程度上緩解這一矛盾。降額比例隨功率等級不同而不同,一般50W以上為3~10W/℃。總之要么選擇寬溫度范圍的產(chǎn)品,功率利用更充分,封裝也更小一些,但價(jià)格較高;要么選擇一般溫度范圍產(chǎn)品,價(jià)格低一些,功率裕量和封裝形式就得大一些。應折衷考慮。
其他特殊的要求,則可以聯(lián)系工程師,為你的產(chǎn)品使用環(huán)境進(jìn)行確認。
四、工作頻率
一般來(lái)說(shuō)工作頻率越高,輸出紋波噪聲就更小,電源動(dòng)態(tài)響應也更好。但是對元器件尤其是磁性材料的要求也更高。一般模塊電源的開(kāi)關(guān)頻率是在300kHz以下,甚至更低。所以要求高的場(chǎng)合需要選擇更高開(kāi)關(guān)頻率的產(chǎn)品。
五、隔離電壓
一般場(chǎng)合使用對模塊電源隔離電壓要求不是很高,但是更高的隔離電壓可以保證模塊電源具有更小的漏電流,更高的安全性和可靠性,并且EMC特性也更好一些,因此目前業(yè)界普遍的隔離電壓水平為1500VDC以上。
六、故障保護功能
即在模塊電源外部電路出現故障時(shí)模塊電源能夠自動(dòng)進(jìn)入保護狀態(tài)而不至于永久失效,外部故障消失后應能自動(dòng)恢復正常。模塊電源的保護功能應至少包括輸入過(guò)壓、欠壓、軟啟動(dòng)保護;輸出過(guò)壓、過(guò)流、短路保護,大功率產(chǎn)品還應有過(guò)溫保護等。
寬輸入電壓2:1(最高:最低)轉換效率典型84%寬工作溫度范圍:-40~85℃阻燃符合UL94-V0要求(只限塑殼)輸入與輸出隔離電壓:1500Vdc輸出短路、過(guò)流保護(自動(dòng)恢復)銅外殼(E7)/塑料外殼(E2)輸出電壓精度:主路±1%,輔路±3%紋波及噪聲(20MHz,標稱(chēng)輸入電壓)::Vo≤5.0V,≤50mVp-p;Vo≥48V,≤180mVp-p;Other,≤100mVp-p產(chǎn)品質(zhì)保5年輸出電壓3.3-48VDC之間任意電壓都可生產(chǎn)。
七、功耗和效率
輸出功率一定條件下,模塊損耗P耗越小,則效率越高,溫升就低,壽命更長(cháng)。除了滿(mǎn)載正常損耗外,還有兩個(gè)損耗值得注意:空載損耗和短路損耗(輸出短路時(shí)模塊電源損耗),因為這兩個(gè)損耗越小,表明模塊效率越高,特別是短路未能及時(shí)采取措施的情況下,可能持續較長(cháng)時(shí)間,短路損耗越小則因此失效的機率也大大減小。當然損耗越小也更符合節能的要求。
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