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新人容易忽略模块电源设计的一些问题

新人容易忽略模块电源设计的一些问题

2018-08-20

    目前电源供应商在市场上推出了种类众多的模块电源,不同的产品其输入电压、输出功率、拓扑结构和功能都不相同。虽然适用性较强,但是需要精挑细选才能让模块性能得到最大的发挥,并有高可靠性。对模块电源不熟悉的朋友可以花两分钟阅读本文,可能有意想不到的收获。

 

    模块电源除了在使用过程中需要注意一些事项外,在设计上和板上直流/直流转换器设计上也有本身的问题。很多人对此认识不足或不够重视,主要有输出噪音测量、同步降压转换器的击穿现象、印刷电路板可靠性、磁力系统设计等问题。

 

    采用开关模式的模块电源都会有输出噪音,其频率越高就越要采用正确的测量技术,一般采用探针探头(冷喷嘴探头),确保测量数字准确可靠。这种测量技术可以确保接地环路缩至最小,在测量时还要将测量仪表出现传播延迟这个因素计算在内。

 

    工程师设计降压转换器时容易忽视击穿问题每当高端及低端 MOSFET 同时全面或局部启动时便会出现击穿现象,使输入电压可以将电流直接输送到接地。击穿现象会导致电流在开关的瞬间出现尖峰,令转换器无法发挥最高效率。不可采用电流探头测量击穿现象,因为探头的电感会严重干扰电路的操作,一般是检查两个场效应晶体管 (FET) 的门极/源极电压看是否有尖峰出现。

 

    时代的发展使印刷电路板面积越越小,需要处理的电流越来越大,电流密度的增加可能会引致隐蔽式或其他通孔无法执行正常功能。印刷电路板有部分隐蔽通孔必须传送大量电流,对于这些隐蔽通孔来说,其周围必须有足够的铜造防护装置提供保护,才能确保设计可靠耐用。模块电源设计师必须参考印刷电路板厂商的专业意见,彻底复检印刷电路板设计。

 

    磁心是否可靠是一个经常容易忽略的问题大部分输出电感器都采用铁粉磁心,因为铁粉是成本最低的物料。铁粉是构成磁心的原材料,但铁粉含有小量的杂质如锰及铬,而这些杂质会影响磁心的可靠性,影响程度视乎所含杂质的数量。

 

    现在模块电源因为其薄型化、模块化、标准化并以积木的体例进行组合的电路拓扑结构得到了日益广泛的应用,而电源工程师如何才能推出高品质、高可靠性、低成本的模块电源以提升产品竞争力,需要持续不断的在电路、物料、生产工艺等多方面进行提升和突破。