《電子技術(shù)應(yīng)用》
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設(shè)計(jì)和選用電源模塊應(yīng)考慮那些性能參數(shù)

2016-05-18
來源:ZLG致遠(yuǎn)電子

  同樣的輸入輸出電壓、同樣的功率、同樣的封裝,不同廠家的電源模塊,哪個(gè)性能更好?對于一個(gè)性能優(yōu)良的電源模塊來說,需要測試的項(xiàng)目很多,而且這些性能之間是緊密聯(lián)系的,本文挑選其中幾個(gè)方面的性能進(jìn)行對比闡述。

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  1、穩(wěn)定可靠

  穩(wěn)定可靠性是根本,如果工作時(shí)電源模塊運(yùn)行穩(wěn)定可靠都不能保證,其他性能也就別提了。

  從設(shè)計(jì)的角度來看,需要考慮當(dāng)模塊處于最惡劣環(huán)境時(shí)模塊中每個(gè)器件電應(yīng)力和熱應(yīng)力在允許范圍內(nèi)并保證留有一定裕量,且在系統(tǒng)受到一定干擾時(shí),應(yīng)保持穩(wěn)定。

  從應(yīng)用的角度來看,雖然一些性能無法測試,但可根據(jù)規(guī)格書極限測試條件測試電源穩(wěn)定可靠性,如最高最低電壓、最高最低溫度、最大負(fù)載等;也可根據(jù)規(guī)格書如圖1推薦電路,測試模塊浪涌抗擾度、靜電抗擾度、脈沖群抗擾度等;還可測試模塊持續(xù)短路、重復(fù)開關(guān)機(jī)等。

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  圖1 推薦電路

  當(dāng)然,這些測試本身屬于破壞性的,會造成模塊一定的損傷,測試完后不應(yīng)再使用在產(chǎn)品上。

  2、容性負(fù)載和過流保護(hù)

  電源容性負(fù)載能力越大,常意味著限流點(diǎn)設(shè)置較高。在開機(jī)和輸出短路時(shí)通常導(dǎo)致較高的電應(yīng)力,甚至使變壓器飽和。另一方面,在電源從額定負(fù)載到限流點(diǎn)負(fù)載范圍內(nèi),電源又無法實(shí)現(xiàn)過流保護(hù),將嚴(yán)重影響電源可靠性、壽命等。

  3、負(fù)載調(diào)整率和最小負(fù)載要求

  對單路輸出電源,一般無最低負(fù)載要求。但當(dāng)負(fù)載降低到額定負(fù)載10%以下,為降低電源空載或輕載功耗,會進(jìn)入間歇工作模式,雖不影響其正常工作,但其紋波可能會增大并出現(xiàn)聽覺噪聲。因此,選擇電源模塊時(shí)功率亦需考慮。如最大負(fù)載低于1W,卻選擇10W或更大功率的電源明顯是不合適的。

  除此之外,對雙路及更多路輸出電源,通常要求每一路都帶有至少10%額定負(fù)載。以雙路輸出為例,若主路帶滿載,而輔路帶額定負(fù)載10%以下,將導(dǎo)致輔路輸出電壓比起額定值高出較多;若主路帶額定負(fù)載10%以下,而輔路帶滿載,將導(dǎo)致輔路輸出電壓比額定輸出值低較多。

  另外,值得注意的是,若主路突然由重載變?yōu)楹茌p負(fù)載或相反,將導(dǎo)致輔路電壓出現(xiàn)下沖或上沖。很明顯這意味著,主路的“大動作”將可能導(dǎo)致輔路工作異常。

  模塊本身可以加更大的假負(fù)載,當(dāng)然這也會增加其損耗。在選擇電源模塊設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí),特別對于多路輸出模塊,應(yīng)考慮最輕負(fù)載問題。

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  圖2 上沖和下沖

  4、其他基本性能

  其他需要比較的性能如:紋波噪聲、電壓精度、電壓調(diào)整率、開機(jī)過沖、上升時(shí)間、掉電保持時(shí)間、空載功耗、效率等。但測試時(shí),應(yīng)采用規(guī)范的測試方法。比如測試紋波噪聲時(shí)應(yīng)限制帶寬為20M,采用靠測法或平行線測試法。

  5、總結(jié)

  綜上所述,僅比較一兩個(gè)方面的性能,就斷定某個(gè)電源性能更優(yōu)是不明智的,設(shè)計(jì)者通??赡苁菫榱似渌硞€(gè)性能而犧牲另一個(gè)性能。

  對應(yīng)用者來說,應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇模塊,通常在穩(wěn)定可靠的前提下,滿足應(yīng)用即可,不必追求全部性能最優(yōu)。模塊的設(shè)計(jì)通常是為了滿足通用要求,若一些情況下,無法滿足特定應(yīng)用,應(yīng)聯(lián)系模塊設(shè)計(jì)廠家,提供相應(yīng)解決方法。

  對設(shè)計(jì)者來說,應(yīng)注意各個(gè)性能的相互影響,最優(yōu)化整體性能。


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