電源模塊設(shè)計和選用小貼士

隨著工業(yè)4.0的蓬勃發(fā)展，對于系統(tǒng)供電單元提出了更高的要求，例如對模塊的短路保護(hù)、紋波噪聲、靜態(tài)功耗等性能指標(biāo)，那么這些指標(biāo)如何才能一一滿足各位工程師的需求呢？

1、 短路保護(hù)關(guān)鍵性

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

從設(shè)計的角度來看，需要考慮當(dāng)模塊處于最惡劣環(huán)境時模塊中每個器件電應(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，應(yīng)保持穩(wěn)定。

但在實(shí)際應(yīng)用中，也存在著諸多模塊使用損壞的情況，比較常見的情況是由于后端輸出容性負(fù)載過大、由于人為失誤導(dǎo)致輸出短路或者輸入端的開關(guān)管被擊穿導(dǎo)致輸入短路，最終致使模塊損壞。該類模塊損壞將會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的前級電壓被拉低，因而使后端的系統(tǒng)癱瘓，若模塊前級的供電能力過高，將會導(dǎo)致整個PCB燒毀，造成嚴(yán)重?fù)p失，如下圖1所示。

圖1 電源模塊損壞

目前市面上存在著支持短路保護(hù)的電源模塊，但是不難發(fā)現(xiàn)該類模塊的容性負(fù)載偏小，這是為什么呢？

2、 容性負(fù)載和短路保護(hù)如何兼得？

目前電源行業(yè)中存在著模塊的容性負(fù)載和過流保護(hù)兩項(xiàng)指標(biāo)無法兼得的難題。主要原因在于電源容性負(fù)載能力越大，常意味著限流點(diǎn)設(shè)置較高。在開機(jī)和輸出短路時通常導(dǎo)致較高的電應(yīng)力，甚至使變壓器飽和。并且在電源從額定負(fù)載到限流點(diǎn)負(fù)載范圍內(nèi)，電源又無法實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)，將嚴(yán)重影響電源可靠性、壽命等。

ZLG集團(tuán)作為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)系統(tǒng)領(lǐng)導(dǎo)品牌，博觀而約取，厚積而薄發(fā)，打造自主電源IC ZLG1001?；谧灾鱅C ZLG1001優(yōu)異的性能，推出P系列全工況優(yōu)選電源如下圖2所示，實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)與極強(qiáng)的容性負(fù)載能力，容性負(fù)載高達(dá)2200μF。P系列產(chǎn)品可滿足所有工況需求，為用戶提供穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的供電解決方案。

圖2 P系列電源

除了短路保護(hù)功能意外，想必大家對于模塊的輸出性能也是相當(dāng)?shù)脑谝獾?，那么輸出性能中最關(guān)鍵的輸出特性有哪些需要注意的呢？

3、 優(yōu)質(zhì)的紋波噪聲和靜態(tài)功耗

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)噪聲。因此選用合適的規(guī)格功率是十分必要的。

但在某些行業(yè)工況下會出現(xiàn)功率低于10%以下的情況，例如儀表行業(yè)，即使選用1W的電源模塊，但待機(jī)時，功率會低于10%，此時紋波噪聲過大，會導(dǎo)致后端A/D、傳感器工作異常，因此全工況低紋波噪聲的電源模塊是十分必要的，P系列電源基于高集成IC，相較于傳統(tǒng)設(shè)計，紋波噪聲低至40mV，為用戶打造高可靠性供電環(huán)境。并且此類行業(yè)對于功耗要求也極其高，P系列靜態(tài)電流低至5mA，待機(jī)功耗僅為25mW，待機(jī)如休眠般靜謐，可有效降低待機(jī)時能量損失。

4、 P系列電源概述

致遠(yuǎn)電子基于近二十年的電源設(shè)計經(jīng)驗(yàn)積累，自主研發(fā)設(shè)計自主電源IC，打造全工況優(yōu)選型DC-DC電源P(Priority)系列，滿足所有工況需求，為用戶提供穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的供電解決方案。

致遠(yuǎn)電子自主電源IC相較于傳統(tǒng)方案，內(nèi)部集成短路保護(hù)、過溫保護(hù)等保護(hù)功能，具備更高的集成度與可靠性，保證全工況高效、穩(wěn)定供電，能夠?yàn)橛脩鬒/O及通信隔離等應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)、可靠的供電解決方案。

滿載效率高達(dá)85%，輕載效率仍高至79%，容性負(fù)載高達(dá)2200μF，保證全工況高效供電；

紋波噪聲低至50mV，為用戶打造高可靠性供電環(huán)境；

支持短路自恢復(fù)功能，最大程度為用戶降低失效風(fēng)險，失誤而不失物；

靜態(tài)電流低至5mA，待機(jī)如休眠般靜謐，可有效降低待機(jī)時能量損失；

準(zhǔn)汽車級的溫度適應(yīng)范圍，覆蓋-40℃~105℃，滿足絕大部分復(fù)雜惡劣的工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用要求。