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對(duì)于板載電源,與其說使用分立結(jié)構(gòu)還是電源模塊,如何把電源用得恰到好處才是重點(diǎn)。下面來說下選擇電源模塊的好處。為了能更好的控制必要電路和搭載功能,工程師需要調(diào)整自身的設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化出更完善可靠的電源設(shè)計(jì)。
過去曾有一個(gè)時(shí)代分立結(jié)構(gòu)在調(diào)校、功能、成本等方面更有優(yōu)勢(shì)。但是近年來,電源模塊已經(jīng)能滿足各種需求,輕易就能構(gòu)筑簡(jiǎn)單、靈活、高性能的電源電路。尤其在減少元器件數(shù)量、減小尺寸、提高可靠性都有優(yōu)勢(shì)。在需要立馬上市的設(shè)備快速設(shè)計(jì)時(shí),提升電源設(shè)計(jì)的起步效率,就變得非常重要了。
小型化是近年來電源重要的要求,采用開關(guān)方式可以使電源小型化。AC/DC轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)中,以AC適配器為例,能有助于理解其區(qū)別所在。在構(gòu)成部件中,就數(shù)變壓器又大且重,但也開始朝小型化發(fā)展。二次側(cè)的DC/DC轉(zhuǎn)換電路,如果開關(guān)頻率高,電感和電容器就能縮小,進(jìn)而達(dá)到小型化的效果。但會(huì)面臨到效率低落的問題,因此,模塊電源必須進(jìn)行尺寸和效率的優(yōu)化。加入控制IC的外圍功能,也能夠減少部件數(shù)量,削減安裝面積。如果控制IC已搭載多種保護(hù)功能,使用分立部件來構(gòu)成,需要相當(dāng)多的部件和空間。
電源模塊的效率提升是應(yīng)對(duì)當(dāng)前節(jié)能要求的最重要主題,待機(jī)時(shí)的功耗也是重要的改善項(xiàng)目,也已經(jīng)采取了各種對(duì)策。開關(guān)DC/DC轉(zhuǎn)換器的效率可實(shí)現(xiàn)95%,AC/DC轉(zhuǎn)換器時(shí),一次側(cè)的轉(zhuǎn)換效率實(shí)際上還有改善的余地。必須應(yīng)對(duì)大功率PFC(改善功率因數(shù)),還必須追加電路和訣竅。為實(shí)現(xiàn)AC/DC轉(zhuǎn)換效率的提升,必須采用開關(guān)方式。要做到這一點(diǎn),如前所述,例如100VAC的可濾波直接整流二極管和電容器,其后的近140V DC電壓必須可開關(guān)晶體管比如高耐壓部件。當(dāng)然因此會(huì)有小幅成本上升。對(duì)此,隨著小體積與節(jié)能化要求的權(quán)衡作為重要考慮事項(xiàng)。
電源模塊除了保護(hù)功能外,對(duì)于電路可靠性來說,也是一項(xiàng)非常重要的功能。保護(hù)功能大致上分成輸入(過電壓、防止低電壓誤動(dòng)作等)、輸出(過負(fù)載、短路、反向電壓和過電壓等)、溫度(熱關(guān)斷或周圍溫度上升等)。雖然電源電路不必具備每一項(xiàng)保護(hù)功能,但這些都是幾乎都是具備較佳、不可或缺的功能。前項(xiàng)已說明過,但由于必要的保護(hù)功能,幾乎都搭載在控制IC上,因此推薦積極利用控制IC。特別是AC/DC輸入來源為插座的AC,有時(shí)因?yàn)槁淅锥鋈怀霈F(xiàn)大浪涌等可能性。電壓變高,連家用電流都高達(dá)30A~50A時(shí),誰都能想象如果因此引發(fā)損壞,將會(huì)造成多大的損害。
電源模塊有許多認(rèn)證和規(guī)范,和效率、待機(jī)功耗、安全相關(guān)的,噪聲相關(guān)要求符合EMI或EMC。電源模塊分全球通用、只有某些國(guó)家和地區(qū)使用等類,如果想將產(chǎn)品推廣至全球市場(chǎng),就必須符合各個(gè)國(guó)家要求的規(guī)格。要注意,分立式如果想取得這些認(rèn)證都必須先通過測(cè)試、調(diào)試,所要花的時(shí)間和費(fèi)用以及人力相當(dāng)可觀。